Buradasın
Güç Elektroniği Dersi: Buz Devresi ve PWM Kontrollü DC-DC Dönüştürücü
youtube.com/watch?v=TKJx-67CIEAYapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitmen tarafından sunulan güç elektroniği dersinin 22. bölümüdür. Eğitmen, Doçent Doktor Selim Börekçi'nin Megep Milli Eğitim kaynaklarından ve İTÜ Güç Elektroniği Laboratuvarı YouTube sayfasından örnekler kullanmaktadır.
- Videoda öncelikle buz devresi (buck converter) tasarımı ele alınmakta, 50 volt giriş gerilimini 120 volt çıkış gerilimine dönüştüren bir devre örneği üzerinden hesaplamalar gösterilmektedir. Daha sonra PWM (Pulse Width Modulation) kontrollü DC-DC dönüştürücü devrelerinin analizi yapılmakta, kondansatörün devrede nasıl davranacağı ve çıkış geriliminin nasıl hesaplandığı açıklanmaktadır.
- Dersin sonunda, bir sonraki derste flyback forward dönüştürücü analizinin yapılacağı ve daha sonra inverterlerin işleneceği belirtilmektedir. Ayrıca, kondansatörün maksimumdan minimuma düşüşünün (delta Vc) hesaplanması ve bu hesaplamanın devre tasarımı için önemi vurgulanmaktadır.
- Güç Elektroniği Dersi Tanıtımı
- Bu ders, güç elektroniği dersinin yirmiikinci videosu olup, BÜZ devresinin bir tasarım örneğini inceleyecek.
- Önceki derste BÜZ devresinin analizi yapılmıştı.
- 00:25Tasarım Sorununun Tanımı
- Tasarlanacak devre, 50 volt giriş gerilimini 120 volta yükseltmek isteniyor.
- Devrenin frekansı 75 kHz, çıkış yükü 20 ohm olarak belirlenmiş.
- Bobin akımının dalgalanma değeri (Δi_p-p) %5×I_d, kondansatör geriliminin dalgalanma değeri (Δv_c_p-p) ise %2×V_out olarak verilmiş.
- 02:01BÜZ Devresi ve Analiz
- Yükseltici dönüştürücü için BÜZ devresi kullanılacak olup, bu devre bobin, diyot, anahtarlama elemanı (transistör/MOSFET), kondansatör ve dirençten oluşur.
- BÜZ devresinde anahtarın iletkenlik durumunda, giriş akımı ile bobin akımı eşit olur.
- Devrenin kararlı olması için giriş gücü ile çıkış gücünün eşit olması gerekir.
- 04:01Akım Hesaplamaları
- Giriş akımı (I_g) formülü: V_out × I_out / V_in = 120 × 6 / 50 = 14,4 amper olarak hesaplanır.
- Çıkış akımı (I_out) V_out / R_out formülüyle 120 / 20 = 6 amper olarak bulunur.
- Bobin akımının dalgalanma değeri (Δi_p-p) %5×I_d = 0,05 × 14,4 = 0,72 amper olarak hesaplanır.
- Bobin akımının maksimum değeri 14,76 amper, minimum değeri 14,04 amper olarak bulunur.
- 08:11Bobin Değerinin Hesaplanması
- Bobin akımının ortalama akıma dalgınlığı formülü: Δi_p-p = V_in × D / (2 × L × f).
- Duty cycle (D) formülü: V_out / V_in = 1 / (1 - D) kullanılarak 0,53 olarak hesaplanır.
- Bobin değeri (L) formülüyle 540 mikrohenry olarak bulunur.
- 11:27Kondansatör Değerinin Hesaplanması
- Kondansatör hesabında daha mantıklı ve anlaşılır bir yöntem kullanılması önerilir.
- BÜZ devresinde anahtar iletimde iken giriş akımı bobin akımına eşittir.
- Anahtar kesinti modunda kondansatör, içindeki depoladığı gerilimle yükü besler (boşalır).
- 13:12Devre Analizi ve Kondansatör Davranışı
- Devre kendini tamamlarken, dirençli yoldan değil, dirençsiz yoldan geçer çünkü kondansatör bu yolu tercih eder.
- Kondansatörün akımı çıkış akımına eşit olur ve çıkışta 6 amper akım dolaşır.
- Kondansatör girişte boşaltılırken eksi 6 amper akım akar, bu da anahtar iletimde olduğu D çarpı Ts süresi sırasında gerçekleşir.
- 14:43Kondansatör Davranışı ve Hesaplama
- Anahtar kesimdeyken girişteki akım devrenin tamamını dolaşır ve kondansatör dolmaya başlar.
- PWM kontrolünde anahtar iletimde kondansatör boşalmaya başlar ve maksimumdan minimuma geçiş gerçekleşir.
- Hesaplama için 6 çarpı Dts eşittir C çarpı 2 delta V formülü kullanılır ve kapasitans 20 mikrofarat olarak bulunur.
- 17:04Devre Tasarımı ve Gelecek Dersler
- Tasarım yapabilmek için formülden ziyade devrenin anahtar iletim ve kesim durumlarında ne yaptığını anlamak önemlidir.
- Bulunan kapasitans (20 mikrofarat) ve indüktans (500 mikrohenry) değerleriyle 50 voltu 120 volta yükseltmek mümkün olur.
- Bir sonraki derste Bubus dönüştürücüye geçiş yapılacak, ardından flyback forward ve DC-DC dönüştürücüler işlenecek, son olarak inverterlerle güç elektroniği dersi tamamlanacak.