DA-DA LLC rezonans dönüştürücünün tasarımı ve performans analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında yüksek verim, küçük hacim, yüksek güç yoğunluğu ile geniş giriş-çıkış gerilimi aralığında ve farklı yük koşullarında kolay regüle edilebilme gibi özelliklere sahip olan, frekans kontrollü bir DA-DA dönüştürücü olan endüktans-endüktans-kapasitans (LLC) rezonans dönüştürücünün tasarımı ve denetimi yapılmıştır. LLC rezonans dönüştürücüler, dar bir anahtarlama frekansı aralığında çıkış gerilimi regülasyonu sağlarlar. Bu nedenle anahtarlama frekansının denetimi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, LLC rezonans dönüştürücünün denetiminde Oransal ve İntegral (PI) denetleyici kullanılmıştır. Bu denetleyici yapısında, istenilen performans kriterlerini sağlamak için PI denetleyicinin kazanç katsayılarının hassas bir şekilde ayarlanması gerekmektedir. Bu doğrultuda Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ile PI denetleyici için optimal kazanç değerleri elde edilmiştir. Tasarlanan dönüştürücünün Matlab/Simulink ortamında benzetim modeli oluşturulmuş ve dönüştürücü için önerilen denetleyicinin performansı çeşitli benzetim çalışmaları ile incelenmiştir. Sonuç olarak tasarlanan DA-DA LLC rezonans dönüştürücü için önerilen denetleyicinin dönüştürücünün dinamik performansını iyileştirdiği gözlemlenmiştir.

In this thesis, the design and control of an inductance-inductance-capacitance (LLC) resonant converter which is a frequency-controlled DC-DC converter has been examined. The converter has many advantages such as high efficiency, small volume, high power density, wide input-output voltage range, and easy regulation under different load conditions. LLC resonant converters ensure output voltage regulation over a narrow switching frequency range. Therefore, the control of the converter switching frequency is crucial. In this study, Proportional and Integral (PI) controller is used in the control of the LLC resonant converter. The gain coefficients must be finely adjusted to provide the desired performance criteria in this controller. For this purpose, optimal gain coefficients have been obtained using Particle Swarm Optimization (PSO). A simulation model of the designed converter was developed using Matlab/Simulink environment. The performance of the proposed controller for the converter was examined with several simulation studies. As a result, it has been observed that the proposed controller for the designed DA-DA LLC resonant converter improves the dynamic performance of the converter.