Rezonans çeviricilik cihazlar ve spice analizi

Abstract

ÖZET Zaman ilerledikçe, teknolojik gelişmelerin ilerleme hızı da artmaktadır. Bununla birlikte insanların her alandaki beklenti ve istekleri kendini yenilemektedir. Bu tez çalışması da rezonans çevirici teknolojisi ile yapılan elektronik cihazların, diğer teknolojilere üstünlüğünü anlatmaktadır. Bölüm 2'de temel seri rezonans ve paralel rezonans devrelerinin açıklamaları, frekans karakteristikleri ve sıfır akım gerilimde anahtarlama teknikleri anlatılarak başlangıç yapılmıştır. Bu bölümde N.Mohan'ın Güç Elektroniği kitabından faydalanılmışım Bunların ışığı altında Bölüm 3'te ise, seri yüklemeli, paralel yüklemeli, seri paralel yüklemdi seri rezonans çeviriciler, bu çeviricilere ait devre şemaları, eşdeğer devreleri ve kalite faktörü, ac analiz ile incelenmiştir. Bu kısımda ise ağırlıklı olarak R.L. Steigenvald'in makalesinden yararlanılmıştır. Bölüm 4'te paralel yüklemeli seri rezonans teknolojisi ile yapılan kesintisiz güç kaynağı, seri yüklemeli seri rezonans teknolojisi ile yapılan kaynak makinası incelenmiştir. Bu cihazların ortak özelliği, yüksek frekanslarda anahtarlama yapılması böylece aynı gücün daha küçük boyutlu pasif malzemelerle ( kondansatör, eııdüktans, trafo vs. ) aklarılabilmesini sağlamasıdır. Böylece daha ekonomik cihazlar yapmakta mümkün olmaktadır. Boyutların küçülmesi, çok daha kolay taşınabilir cihazların yapılmasına olanak tanımıştır. Sıfır akım ve gerilimde anahtarların tetiklenmesiyle, anahtarlama kayıplarının ve EMİ' m çok düşük olması bu teknolojiyi cazip kılmaktadır. Burada ise A. Kadiç'in çalışmalarından faydalamlmıştır. Aynı bölümde KGK'nııı ve kaynak makiııasının enerji allında çalışırken, osiloskop ile ölçülen akım gerilim değerleri ve spice analizi yapılarak elde edilen akım gerilim değerleri gösterilmiştir. Yapılan spice analizlerinde, akım ve gerilim değerleri, en düzgün şeklini alana kadar, pasif malzemelerin değerlerinde ve çalışma frekansında vı ıdeğişiklikler yapılmıştır. Spice analizlerini yapmamızın amacı, böylesine teknolojik ve yoğun bir çalışma gerektiren cihazların tasarımına ışık tutmaktır. Bu çalışmaların sonucunda, spice analizinin katkılarıyla rezonans çeviricili cihazların yukarıda belirtilen şartlarda çalışması için, tasarımlar yapılmış ve diğer teknolojilere göre üstünlükleri ortaya çıkarılmıştır. vm

DEVICES WITH RESONANT CONVERTER AND SPICE ANALYSIS SUMMARY As the time goes by, the progress in technology increases. Furthermore in every field people's expectations and wishes increase. This thesis explains the superorily of the electronic devices which are designed by resonant converter technology, to the other devices. In chapter 2, an introduction is made by explaining the main serial and parallel resonant circuits and the techniques of switching in zero cuirent and voltage. In this chapter, there are some informations taken from Power Electronics Book written by NMohan. In chapter 3, the serial loaded, parallel loaded and serial parallel loaded serial resonant converters, the circuit diagrams of these converters, eqivalent circuits and quality factor are examined by using ac analysis. These informations are taken from an article written by R.L. Steigervvald. In chapter 4, the uninlerruptable power supply which is made by parallel loaded serial resonant converter and the welding machine which is made by serial loaded serial resonant converter, is examined. The common property of these devices is switching in the high frequencies and therefore the devices can give same power to the output with smaller size passive components ( condansalor, inductance, transformer etc). So, it becomes possible to make more economical devices. With smaller dimension, the devices become more portable and easy to cary. By switching in the zero current and voltage, the switching losses and EMI become very low' and this makes this technology more attractive. These are from an article written by A. Kadiç. i In the same chapter, the current and volt3ge values of UPS and welding machine which are measured by osciloscope which are obtained by spice analysis are shown. In spice analysis, some changes were made in values and frequencies of components, till the current and voltage values reach the most suitable value. The IXaim of employing spice analysis is helping the planning of these devices which need hard and technological working. In conclusion, in order to make the devices with resonant converter work in the conditions mentioned above, designs are made by the help of spice analysis and their superorities to the other technologies are shown.