Değişken yük uyumlu boost dönüştürücü temelli yeni bir aktif güç faktörü düzenleyici kontrol devresi tasarımı
Design of the new variable load compatible boost converter based power factor correction control circuit
Yazar: ÖZGÜR ÇOBAN
Danışman: DOÇ. DR. HAMZA FEZA CARLAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dönüştürücüler = Transformers ; Eğri uydurma algoritmaları = Curve fitting algorithms ; Güç faktörleri = Power factors ; Yükselticiler = Amplifiers

Özet:
Tez çalışmasında değişken çıkış yüküne sahip yükseltici tip dönüştürücü tabanlı güç faktörü düzeltim devreleri arasından, değişken çıkış yüküne sahip güç faktörü düzeltim devrelerinin, nominal çıkış gücünden daha düşük güçlerde meydana gelen güç faktörü düşümleri üzerine odaklanılmıştır. Değişken çıkış yüklerinde meydana gelen güç faktörü düşümü problemini çözmek için Değişken Yük Uyumlu Ortalama Akım Kontrolü ile Aktif Güç Faktörü Düzeltimi algoritması 400 V çıkış gerilimi ve 50-400 Watt çıkış yükü aralığı için geliştirilmiştir. Algoritma geliştirilirken, güç faktörü düzenleme devrelerinin iki temel problemi üzerinde durulmuştur. Bu problemlerden birincisi güç faktörü düzenleme devrelerinin sabit bir çıkış gücüne göre tasarlanmasıdır. Güç faktörü düzenleme devresinin sabit bir yük için tasarımı yapılırken güç faktörü düzenleme devresinin kontrol parametreleri sabit olan transfer fonksiyonuna göre belirlenir. Birçok güç faktörü düzenleme devresinde ise çıkış gücü zamanla değişmektedir. Bu durum transfer fonksiyonunun değişmesine, dolayısı ile kontrolcünün kötü performans sergilemesine neden olmaktadır. Belirtilen problemlerden ikincisi yükseltici bobin üzerindeki akımının düşük güçlerde sürekli akım modu ile kesintili akım modu arasında sürekli geçiş yapmasıdır. Bu durum karmaşık akım modu olarak ifade edilir ve güç faktörü düşümüne neden olur. Belirtilen problemler bir adet yapay zekâ eğri uydurma temelli oransal akım okuyucu ile çözülmüştür. Geliştirilen oransal akım okuyucu giriş akımını çıkış gücü / nominal güç oranında yükselterek transfer fonksiyonunu sabit tutmakta ve güç faktörü düşümünü önlemektedir. Yükseltici bobin ve devre elemanları seçimleri ile de devrenin çalışma modları arasındaki geçiş önlenmiş ve devrenin sürekli iletim modunda çalışması sağlanmıştır. Geliştirilen güç faktörü düzenleme algoritması ve literatürde var olan güç faktörü düzenleme algoritmaları Psim simülasyon ortamında gerçeklenerek karşılaştırması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar geliştirilen güç faktörü düzeltim algoritmasının sürekli akım modunda meydana gelen düşük güçlerde, güç faktörü düşümü problemini çözmede başarılı olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In the thesis study, it has been focused on the power factor reductions of the power factor correction circuits with variable output load, which are among the amplifier type converter-based power factor correction circuits with variable output load. In order to solve the power factor reduction problem that occurs at variable output loads, Variable Load Compatible Active Power Factor Correction with Average Current Control algorithm has been developed for 400 V output voltage and 50-400 Watt output load range. While developing algorithm, focused on two main problems of power factor correction circuits. The first of these problems is the design of power factor correction circuits produces for a constant output power. While designing the power factor correction circuit for a constant load, the control parameters of the power factor correction circuit are determined according to the constant transfer function. In many power factor correction circuits, on the other hand, the output power changes over time. This situation causes the transfer function to change, thus causing the controller to perform poorly. The second problem mentioned is that the current on the booster inductor constantly switches between the continuous current mode and the discontinuous current mode at low powers. This situation is referred to as the complex current mode and give rise to power factor reduction. Stated problems have been solved with an artificial intelligence curve fitting based proportional current reader. The developed proportional current reader keeps the transfer function constant by increasing the input current in the ratio of output power / rated power and prevents power factor reduction. The switching between the operating modes of the circuit has been prevented and operation of the circuit in continuous current mode has been provided with the selection of booster inductor and circuit elements. Improved power factor correction algorithm and power factor correction algorithms which exist in literature have been implemented in the Psim simulation environment and compared. The results show that the developed power factor correction algorithm is successful in solving the power factor reduction problem at low power in continuous current mode.