Yeni bir yumuşak anahtarlamalı tek fazlı güç faktörü düzeltme devresinin geliştirilmesi ve gerçekleştirilmesi

Abstract

Son yıllarda daha da sık kullanılan güç elektroniği sistem ve cihazlarının şebekeden çektiği harmonikli akımlar, şebekeyi bozmakta ve güç faktörü değerini düşürerek şebekeyi gereksiz yere yüklemektedir. Harmonikler, aynı şebekeden beslenen diğer alıcıların çalışmasını da olumsuz olarak etkilemektedir. Bu sebeple harmonik standartlarıyla ilgili yönetmelikler her geçen gün gelişmekte ve sınırlamalar artmaktadır.Güç faktörünün değeri, kayma faktörü ile şebekeden çekilen akımdaki harmonik bozulmanın çarpımına bağlıdır. Kayma faktörü, akım ile gerilim arasındaki faz farkından ortaya çıkar ve omik yük için ?1? değerini alır. Bu durumda güç faktörünü iyileştirmek için yapılması gereken, şebekeden çekilen akımdaki harmonik içeriği azaltmaktır. Bu sebeple geliştirilen yumuşak anahtarlamalı tek fazlı güç faktörü düzeltme devresinde, diyot köprüsünden sonra yumuşak anahtarlamalı yüksek çıkışlı ZVT-ZCT PWM dönüştürücü kullanılmıştır. Uygun algoritmalar ile kontrol edilen dönüştürücünün, şebekeden düşük harmonikli sinüzoidal bir akımın çekmesi sağlanmıştır.Geliştirilen dönüştürücü devresi ile, ana anahtar ZVT ile iletime ZCT ile kesime girmekte ve üzerinde hiçbir ilave akım veya gerilim stresi oluşmamaktadır. Yardımcı anahtar ZCS ile iletime ve ZCS ile kesime girer ve anahtarın üzerinde hiçbir gerilim stresi oluşmaz. Yardımcı anahtarın üzerinden akacak olan rezonans akımının bir kısmı kuplajlı endüktans ile çıkışa yönlendirilerek, yardımcı koldaki akım stresi azaltılmıştır. Bu topoloji kullanılarak çalıştırılan 300 W ve 100 kHz'lik sistemdeki toplam verim %98 değerini alırken, güç faktörü de 0.99 değerinde olmakta ve şebekeden sinüzoidal bir akım çekilmektedir.