Yüksek güçlü flyback dönüştürücü

Abstract

Günümüzde anahtarlamalı güç kaynakları, hızlı geçiş cevabı ve yüksek güç yoğunluğu nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Tasarım maliyetlerinin önem kazanması ile birlikte anahtarlamalı güç kaynaklarında da farklı topolojiler ortaya çıkmıştır. Anahtarlamalı güç dönüştürücü ailesinin bir üyesi olan Flyback dönüştürücüler tek bir transformatör kullanılarak aynı anda enerji depo edilmesi, izolasyon ve gerilim dönüşümünü sağlamaktadır. Bu özelliği sayesinde endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.Flyback dönüştürücüler, Wang vd. (2005,2006) ve Hui vd. (1999) tarafından yapılan çalışmalarda da belirtildiği gibi düşük güçlü (<150W) uygulamalarda, düşük maliyet ve basit yapısı nedeniyle diğer topolojilere göre önemli avantajlara sahiptir. Bununla birlikte Gong vd. (2006) , Lo ve Lin (2007) tarafından yapılan çalışmalarda ise, yumuşak anahtarlama tekniğini kullanarak 150W üzerinde de güç verebilen ve verimi %80'nin üzerinde olan flyback dönüştürücü topolojileri sunmuşlardır.Bu tez çalışmasında sert anahtarlama tekniğini kullanarak, verimi %80'nin üzerinde olan yüksek güçlü bir flyback dönüştürücü tasarımı amaçlanmıştır. Tasarlanan dönüştürücünün çıkış gücü 280 Watt olarak belirlenmiştir. Dönüştürücü 2 tane 150 V' luk çıkış veren sargılardan oluşmaktadır ve bu sargılar seri bağlanarak 300 V gerilim elde edilmiştir. Maksimum çıkış akımı 0.93 A ve anahtarlama frekansı 132 kHz dir.Tasarımda ilk olarak Flyback dönüştürücünün temel çalışma özellikleri incelenmiş ve tasarım için gerekli tüm bağıntılar tek tek çıkarılmıştır. Bir sonraki aşamada gerekli güç katı tasarlanmıştır. Transformatör tasarımı da gerçekleştirildikten sonra, tasarım bağıntılar kullanılarak uygulama devre tasarımı için tüm değerler bulunmuş, bastırma hücresi ve güç kayıpları hesaplanmıştır. Elde edilen veriler ile devre simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları incelendikten sonra tasarımın PCB üzerinde gerçek devresi hazırlanmış ve çalıştırılmıştır. Devrenin verimi %84 olarak ölçülmüştür.