Yüksek verimli anahtarlamalı güç kaynağı

Abstract

Bu tez çalışması, iki kademeli bir güç kaynağının tasarımı gerçekleştrilmesi ve ölçümlerinden ibarettir. Birinci kademe 220Volt Ac giriş 48 Volt DC çıkışa sahip olan anahtarlamalı güç kaynağı devresi, ikinci kısım ise 48Volt DC giriş 0-30 Volt 0-3Amper ayarlı güç kaynağı devresinden oluşmaktadır.Birçok güç kaynağı çok farklı tekniklerle tasarlanarak çeşitli sonuçlara ulaşılmıştır. Tasarlanan güç kaynaklarının birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Anahtarlama modlu çalışan güç kaynakları ve liner güç kaynaklarının bir birlerine karşı olan avantajları günümüzde maliyet hesaplamaları dâhilinde uygun olanların tercih edilmesine neden olur. Bu sistemsel veriler enerjinin verimli kullanılması göz önünde bulundurulduğunda anahtarlama modlu çalışan sistemler diğer güç kaynaklarına üstünlük göstermiştir. Anahtartarlama mod güç kaynaklarında kullanılacak sistem, eleman seçimi, anahtarlama teknikleri, devre tasarımı ve pcb tasarımı gibi birçok etken bu seçimin ne kadar zor ve karmaşık olduğunu göstermektedir. Tasarlanan devre 220V Ac giriş 48V Ac çıkış ve 48V DC giriş 0-30 Volt DC çıkışa sahip anahtarlamalı mod çalışan güç kaynağıdır. Anahtarlama teknikleri ele alındığında devrenin girişinde bulunan aşırı ve düşük gerilim düzeltici ve flyback kısmında boost tipi bir çevirici tercih edilmiştir. Boost devre çıkışına yarım köprü çevirici ve rezonans LLC tipi bir filtreleme devresi konularak 49V'luk bir gerilim elde edildi. Buck dönüştürücüsü için devrenin devamında 2576HV serisi bir entegre seçilerek, akım ve gerilim amfisi ile çıkış 0-30V arasında istenilen seviyeye sabitlenmesi sağlanmıştır. Akım gerilim kontrolü için 16F876A serisi mikro denetleyiciden faydalanılmıştır. Devre kalibrasyon ayarları sonucunda 0-30 Volt 0-3Amper ayarlı güç kaynağı şekline getirildi.Pcb tasarımı ve eleman yerleşimi dördüncü bölümde anlatılmıştır. Birçok devrede olduğu gibi anahtarlama modda çalışan güç kaynakları için de bu tasarım önem arz eder. Tasarlanan devreden alınan sonuçlara göre anahtarlama mod çalışan güç kaynağı öncelikle yüksek verimde çalışıp hedeflenen %90 üstü verime ulaşılmıştır.

This thesis is about designing and measuring of two stage powersupply. First stage is switching power supply circuit with 220Volt AC input 48 Volt DC output. Second stage is power supply circuit with 48Volt DC input 0-30 Volt 0-3Amper.Various power supply is designed with many diffrent techniques and obtained several results. There are some advantages and disadvantages over one designed power supply to another. Nowadays advantages over switching mode power supply to linear power supply or vice versa make people to choose one of them in the basis of cost advantages. The system data indicate that switching mode power supplies surpass the other power supplies considering the efficientusing of energy. Many factors like the system using in switching mode power supply, choosing the circuit element, switching techniques, design of circuit and pcb design demonstare that choosing one design over another is verycomplicated and difficult. The designed circuit is a switching mode power supply with operating 220V AC input, 48V AC output and 48V DC input 0-30 Volt DC output. Taking into account the switching techniques, it is preferred touse high and low voltage rectifier at the door way of the circuit and boost type of converter at the flyback part. 49 V voltage is achieved by putting half bridge convertorandresonance LLC type filtering circuit at the output of boost circuit. At the other part of circuit an integrated of 2576HV series is added for buck converter and the output is stabilized with current and voltage amplifier at the desired level between 0-30 Volt DC. To control current and voltage 16F876A series microcontroller is used. As a result of circuit calibration setting it is restored to a power supply adjustable with 0-30 Voltage 0-3Ampere. Pcb design and circuit companent lay out is important for switching mode power supply like other power supplies. These provide a little efficiency fort he circuit. According to the results of designed circuit the switching mode power supply works primarily at high efficiency and attains over 90% efficiency.