Fotovoltaik sistemler için geliştirilmiş bir yumuşak anahtarlamalı DA-DA yükseltici dönüştürücünün simülasyonu ve uygulama devresinin gerçekleşirilmesi
Simulation and application of a DC-DC soft switching boost converter circuit for PV systems
Yazar: SEZEN UYGUR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. A. HÜLYA OBDAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yüksek güç yoğunluğu, hızlı geçiş cevabı ve kontrol kolaylığı nedeniyle, darbe genişlik modülasyonlu (PWM) DA-DA dönüştürücüler, endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Anahtarlama frekansının artırılmasıyla daha yüksek güç yoğunluğu ve daha hızlı geçiş cevabı elde etmek mümkündür. Ancak, anahtarlama frekansı arttıkça, anahtarlama kayıpları ve elektromanyetik girişim (EMI) gürültüsü de artar.Sert anahtarlamadaki bu problemlerin çözülmesi ihtiyacıyla ?Yumuşak anahtarlama? kavramı ortaya çıkmıştır. Genel olarak yumuşak anahtarlama teknikleri, sıfır akımda anahtarlama (ZCS), sıfır gerilimde anahtarlama (ZVS), sıfır akımda geçiş (ZCT) ve sıfır gerilimde geçiş (ZVT) ile anahtarlama şeklinde sıralanabilir.Bu tezde genel olarak yumuşak anahtarlama teknikleri incelenmiş ve literatürden örnekler sunulmuştur. Literatürdeki yumuşak anahtarlamalı örneklerden biri olan ?Bir PV Sistem İçin Basit Bir Yardımcı Rezonans Devreli (SARC) Yumuşak Anahtarlamalı Yükseltici Dönüştürücü? devresi detaylı olarak incelenerek devrenin simülasyonu sunulmuştur. Simülasyon sonuçları, 70 kHz çalışma frekanslı ve 1000 W çıkış güçlü yüksek çıkışlı bir yükseltici deney düzeneği ile doğrulanmıştır. Ayrıca, aynı çalışma frekansı ve yük koşullarında sert anahtarlama devresi de gerçekleştirilerek devrenin verimindeki artış gösterilmiştir. Dönüştürücünün veriminin yaklaşık olarak %97,6 değerine ulaştığı gözlenmiştir.

Abstract:
Due to their high power density, fast transient response and ease of control; pulse width modulated (PWM) DC?DC converters have been widely used in industry. By increasing switching frequency; higher power density and faster transient response can be achieved but in that case electromagnetic interference (EMI) and radio frequency interference (RFI) noises and switching losses increase as well.In need of solving these problems of hard switching, the ?Soft Switching? concept has been presented. Generally SS techniques can be classified as zero voltage switching (ZVS), zero current switching (ZCS), zero voltage transition (ZVT) and zero current transition (ZCT) techniques.In this thesis, SS techniques are generally examined and some examples in literature are presented. ?Design and Application for PV Generation System Using a Soft-Switching Boost Converter With SARC?, which is one of the literature examples, is analyzed in detail and simulated. The results of the simulation is verified by a prototype of a 70 kHz switching frequency and 1000W output power boost converter. In addition, a HS boost circuit prototype in same switching frequency and same load conditions is implemented to analyze the increase of the proposed circuits efficiency. The overall efficiency of the converter reached a value of % 97,6 at nominal output power.