GERİ DÖNÜŞLÜ GÜÇ KAYNAKLARININ TASARIMI 2



Benzer belgeler
2. Bölüm: Diyot Uygulamaları. Doç. Dr. Ersan KABALCI

ÜNİTE 5 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK) Transformatörün tanımını yapınız. Alternatif akımın frekansını değiştirmeden, gerilimini

GERİ DÖNÜŞLÜ GÜÇ KAYNAKLARININ TASARIMI 1

Düzenlilik = ((Vçıkış(yük yokken) - Vçıkış(yük varken)) / Vçıkış(yük varken)

2- Tristör ile yük akımı değiştirilerek ayarlı yükkontrolü yapılabilir.

9. Güç ve Enerji Ölçümü

GÜÇ ELEKTRONİĞİ TEMEL KONTROLLÜ GÜÇ ELEMANLARI YRD.DOÇ. MUHAMMED GARİP

YÜKSEK GÜÇLÜ FLYBACK DÖNÜŞTÜRÜCÜ

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOULU

Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

İNDEKS. Cuk Türü İzolesiz Dönüştürücü, 219 Cuk Türü İzoleli Dönüştürücü, 228. Çalışma Bölgeleri, 107, 108, 109, 162, 177, 197, 200, 203, 240, 308

ZENER DİYOTLAR. Hedefler

BLM 224 ELEKTRONİK DEVRELER

Kırpıcı devrelerin çalışma prensiplerinin deney yoluyla incelenmesi.

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ FİZİK II LABORATUVARI DENEY 2 TRANSFORMATÖRLER

BÖLÜM 3 OSİLASYON KRİTERLERİ

ÜNİTE 5 TEST SORU BANKASI (TEMEL ELEKTRONİK)

6. Bölüm: Alan Etkili Transistörler. Doç. Dr. Ersan KABALCI

T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELERİ LABORATUVARI I DENEY 2: DİYOT UYGULAMALARI

ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri

DEVRE ANALİZİ LABORATUARI DENEY 6 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIM DAVRANIŞI

DENEY 16 Sıcaklık Kontrolü

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

DENEY 2: DİYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERİ

DENEY 9: JFET KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ

DC motorların sürülmesi ve sürücü devreleri

GERİLİM REGÜLATÖRLERİ DENEYİ

Geçmiş yıllardaki vize sorularından örnekler

Şekil 1. Darbe örnekleri

ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI I DENEY - I

DENEY-8 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIMDA DAVRANIŞI

Güç Elektroniği Ders notları Prof. Dr. Çetin ELMAS

Güç elektroniği elektrik mühendisliğinde enerji ve elektronik bilim dalları arasında bir bilim dalıdır.

14. SİNÜSOİDAL AKIMDA DİRENÇ, KAPASİTE, İNDÜKTANS VE ORTAK İNDÜKTANSIN ÖLÇÜLMESİ

TEK FAZLI KONTROLLU VE KONTROLSUZ DOĞRULTUCULAR

DENEY 3: DOĞRULTUCU DEVRELER Deneyin Amacı

AREL ÜNİVERSİTESİ DEVRE ANALİZİ

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

Ders 3- Direnç Devreleri I

ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUVARI DENEY 2: Zener ve LED Diyot Deneyleri

Yarım Dalga Doğrultma

BÖLÜM X OSİLATÖRLER. e b Yükselteç. Be o Geri Besleme. Şekil 10.1 Yükselteçlerde geri besleme

DENEY 2. Şekil KL modülünü, KL ana ünitesi üzerine koyun ve a bloğunun konumunu belirleyin.

Aşağıdaki formülden bulunabilir. S16-Kesiti S1=0,20 mm²,uzunluğu L1=50 m,özdirenci φ=1,1 olan krom-nikel telin direnci kaç ohm dur? R1=?

Amaç: Tristörü iletime sokmak için gerekli tetikleme sinyalini üretmenin temel yöntemi olan dirençli tetikleme incelenecektir.

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

Anma güçleri 3 kw tan büyük olan motorların üç fazlı şebekelere bağlanabilmeleri için üç fazlı olmaları gerekir.

Güç kaynağı, genel tanımıyla, bir enerji üreticisidir. Bu enerji elektrik enerjisi olduğu gibi, mekanik, ısı ve ışık enerjisi şeklinde de olabilir.

DENEY 11 PUT-SCR Güç Kontrolü

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

KCT Serisi. Akım Trafoları

6. DİRENÇ ÖLÇME YÖNTEMLERİ VE WHEATSTONE KÖPRÜSÜ

Şekil 7.1 Bir tankta sıvı birikimi

4.1. Deneyin Amacı Zener diyotun I-V karakteristiğini çıkarmak, zener diyotun gerilim regülatörü olarak kullanılışını öğrenmek

1.1. Deneyin Amacı: Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

PWM Doğrultucular. AA/DA güç dönüşümü - mikroelektronik devrelerin güç kaynaklarında, - elektrikli ev aletlerinde,

14. ÜNİTE GERİLİM DÜŞÜMÜ

4. ÜNİTE ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

ANALOG ELEKTRONİK BİPOLAR TRANSİSTÖR

Artvin Meslek Yüksekokulu

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ...iii İÇİNDEKİLER...v 1. GÜÇ ELEKTRONİĞİNE GENEL BİR BAKIŞ YARI İLETKEN GÜÇ ELEMANLARI...13

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

TEMEL ELEKTRONİK. Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır.

Ders 04. Elektronik Devre Tasarımı. Güç Elektroniği 1. Ders Notları Ege Üniversitesi Öğretim Üyesi Yrd.Doç.Dr. Mehmet Necdet YILDIZ a aittir.

ANALOG HABERLEŞME (GM)

2.5. İletkenlerde R, L, C Hesabı İletim Hatlarında Direnç (R) İletim hatlarında gerilim düşümüne ve güç kaybına sebebiyet veren direncin doğru

Elektrik Dağıtım Şebekesi: İletim hattından gelen ve şalt merkezlerinde gerilim seviyesi düşürülen elektriği, ev ve işyerlerine getiren şebekedir.


Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Diyotlu Doğrultucu Uygulamaları

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

MIG-MAG GAZALTI KAYNAĞINDA KAYNAK PAMETRELERİ VE SEÇİMİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

GARANTİ KARAKTERİSTİKLERİ LİSTESİ 132/15 kv, 80/100 MVA GÜÇ TRAFOSU TANIM İSTENEN ÖNERİLEN

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Ohm-Kirchoff Kanunları ve AC Bobin-Direnç-Kondansatör

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

Bu aşırı gerilimlerin, işletmede izin verilen yalıtım gerilimi seviyesini aşmaması gerekir.

FİBER OPTİK ÜTÜLEME DIODE LAZER!

Temel Kavramlar Doðru Akým (DA, DC, Direct Current) Dinamo, akümülâtör, pil, güneþ pili gibi düzenekler tarafýndan

AC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (Doğrultucular)

AC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (Doğrultucular)

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

ALİMİNYUM FRENLEME DİRENÇLERİ.. 1 SAC DİRENÇLER. 5 LAMİNA TİP TEL SARIMLI DİRENÇLER. 6 BORU TİP TEL SARIMLI FRENLEME DİRENÇLERİ 7 REOSTALAR...

Ecras Elektronik Multimetre

3. Bölüm. DA-DA Çevirici Devreler (DC Konvertörler) Doç. Dr. Ersan KABALCI AEK-207 GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ

DENEY 2: DĠYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERĠ

ÜNİTE 3 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK)

DENEY 3 DİYOT DOĞRULTUCU DEVRELERİ

DC Akım/Gerilim Ölçümü ve Ohm Yasası Deney 2

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

KLEA Enerji Analizörü

Adapazarı Meslek Yüksekokulu Analog Elektronik

DENEY 2 DİYOT DEVRELERİ

DĐRENÇ DEVRELERĐNDE KIRCHOFF UN GERĐLĐMLER ve AKIMLAR YASASI

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

Transkript:

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Anahtarlamalı güç kaynağı tasarımı, analog ve sayısal devreler, güç elemanlarının karakteristikleri, manyetik devreler, sıcaklık, güvenlik ihtiyaçları, kontrol döngüsünün kararlılığı gibi elektrik mühendisliğinin bir çok konusunu içermektedir. Dolayısıyla bir tasarımda dikkat edilmesi gereken çok sayıda kriter mevcuttur. Entegre devrelerin geliştirilmesiyle sağlanan entegrasyon ile tasarım değişkenlerinin sayısı önemli ölçüde azalmış ve döngü kararlılığı artmıştır. Günümüzde MFET güç elemanı ile kontrol devresi aynı kılıf içinde bulunan birçok entegre devre üretilmektedir. Örnek olarak Twitch entegresinin kullanıldığı bir FB güç kaynağının devre şeması şekilde gösterilmiştir. Bu kısımda bir FB güç kaynağı tasarımının adım adım nasıl yapılacağı anlatılacaktır. Şekil. Örnek bir FB güç kaynağı devresi Temel arametrelerin ( V ACM, V ACMAX, f L, f, V,, η ve Z nin ) Belirlenmesi Öncelikle V ACM, V ACMAX, V M, V R, V CL ve C değerleri tespit edilir. Verim % 80 kabul edilebilir. Çıkış diyodundaki gerilim düşümü nedeniyle verim, çıkış gerilimi düşük olan kaynaklarda % 75, yüksek olanlarda ise % 85 civarındadır. Çıkış gücü ve verim η olan bir güç kaynağında, sistemde kaybolan ( 1- η ) / η kayıp gücü, sekonder ve primer devresinde kaybolur. ekonder ve primerdeki kayıp güç dağılımını bilmek gerekir. Transformatör tasarımı hem çıkış gücü hem de sekonder güç kaybı dikkate alınarak yapılır. rimerdeki kırpma devresinde harcanan güç de sekonder kaybı olarak kabul edilir. Çünkü bu güç, kırpma devresine gelmeden önce transformatörden geçer. ekonder kaybı ile toplam kayıp arasındaki oran, Z kayıp faktörü olarak bilinir ve deneysel olarak Z0.5 alınabilir. AC şebeke gerilimi köprü doğrultucu ile doğrultularak C kapasitesi ile filtre edildiğinde elde edilen bara gerilimi (V+) nın değişimi şekilde gösterilmiştir. Şebeke geriliminin en küçük değeri olan V ACM gerilimi, V M gerilimini oluşturur ve tasarımda önemli bir parametredir. C kondansatörü en ekonomik olarak Watt başına, 110/115 V AC giriş gerilimi (V M 90 VDC) için -3 µf ve 35 V AC giriş gerilimi (V M 40 VDC) için 1 µf seçilir. C kondansatörünün yüksek seçilmesi ile V M geriliminin artması ve gerilim dalgalanmasının azalması kondansatörün fiyatına ödenen bedeli karşılamaz. Kondansatör düşük seçilirse V M

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA gerilimi azalır ve akım yükseldiği için kullanılan entegrenin fiyatı artar. Ayrıca giriş gerilim dalgalanmasındaki artış kontrol ve regülasyon sınırlarını aşabilir. Belirli bir C kondansatörü için V M geriliminin çözümü zaman alıcıdır. Aşağıda verilmiş olan yaklaşık çözüm kullanılarak yeterli doğruluk sağlanabilir. Eşitlikteki t C süresi 3 ms civarındadır ve deneysel olarak ölçülebilir. MFET kesimde iken üzerinde oluşan gerilim, BV D devrilme gerilimini aşmamalıdır. Bu gerilim maksimum DC giriş gerilimi V MAX VACMAX, sekonderden yansıyan V R gerilimi ve primer sargısının kaçak endüktansı nedeniyle oluşan gerilimin toplamıdır. RC bastırma devresi yerine zenerli bir kırpıcının kullanılması daha uygundur. Çünkü ilk çalışma anındaki geçici rejimde kaçak enerjinin kırpılma garantisinin RC devresi ile sağlanması zordur. Deneysel sonuçlara göre nominal zener kırpma gerilimi (V CL Zener clamp voltage), sekonderden yansıyan V R geriliminin % 50 sinden fazla olması gerekir. Böylece zener sadece kaçak enerjiyi kırpar ve akımın primerden sekondere geçişine engel olmaz. Deneysel sonuçlar sekonder akımının kaçak endüktansta hızlı bir şekilde oluşması için bu gerilim toleransının gerekli olduğunu göstermektedir. Düşük kırpma gerilimi kullanılırsa nüvede depo edilen enerji Zener diyoda aktarılır ve diyodun güç kaybı artar. V CL nominal zener kırpma gerilimi olup oda sıcaklığında tanımlanır. Yüksek gerilimli zenerlerin pozitif sıcaklık katsayısı çok yüksek olup dirence benzer ve sıcaklık arttıkça V CLM gerilimi artar. Deneysel veriler V CLM nin V CL dan % 40 yüksek olacağını göstermektedir. Bu durum zener seçerken göz önünde bulundurulmalıdır. V CLM 1.4 V CL Ayrıca zeneri bloke etmek için kullanılan seri diyodun ileri yönde toparlanma süresinden dolayı 0 V luk bir gerilim darbesi oluşabilir. Bu faktörler dikkate alınırsa MFET in maksimum v D gerilimi aşağıdaki gibi elde edilir. V D V MAX + (1.4 1.5 V R ) + 0 V

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA Güç kaynağının maliyetini düşürmek için, V R geriliminin olabildiğince yüksek seçilmesi gerekir. V R geriliminin yüksek olması durumunda D MAX değeri azalır ve MFET in çalışma akımı aynı güç için düşer. D MAX değeri izin verilen maksimum değerine (%64) geldiğinde V R gerilimi arttırılamaz. 115 V AC giriş geriliminin % 15 fazla olması 13 V AC demektir. V MAX 13 187 V olur. 350 V luk bir MFET kullanıldığında, standart zener kırpma gerilimi 90 V ve V R gerilimi 60 V seçilirse 17 V luk bir tolerans kalır. 30 VAC girişte V ACMAX 65 V ve V MAX 375 V tur. 700 V luk bir MFET kullanıldığında, 00 V luk zener, V R gerilimi 135 V ve tolerans 5 V olur. Bu tolerans en kötü duruma göre bırakıldığından az değildir. Ayrıca MFET ısındıkça devrilme gerilimi de artar. AC Giriş Gerilimi En Düşük İken V R ve V M Kullanılarak D MAX ın Elde Edilmesi D MAX V R V + (V R M V DC ) MFET in iletim gerilim düşümünün ortalaması V D dir. V D sıfır alınırsa D MAX ın değeri sabit giriş gerilimi uygulamasında % 36 ile % 40 arasında ve universal giriş gerilimi uygulamasında % 60 olur. ratikte V D 10 V seçilirse D MAX değeri biraz artar. V M geriliminin yüksek olması MFET in çıkış gücü kapasitesini arttırır. V MAX ın düşük olması V R geriliminin ve D MAX ın daha büyük olmasını ve çıkış gücünün artmasını sağlar. Dolayısıyla giriş gerilimi aralığının dar olması, daha yüksek çıkış gücü veya güç kaynağının fiyatının düşmesi demektir. 100/115 VAC (30 VAC) giriş için D MAX Üniversal (85V-65VAC) giriş için D MAX 3

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA rimer Akımının Belirlenmesi Kesintisiz mod Kesintili mod K R 0.4! 110/115 VAC veya üniversal giriş için tavsiye edilen değer. K R 0.6! 30 VAC giriş için tavsiye edilen değer. Gerilim yüksek olduğunda drain kapasitesinin deşarj olması ile oluşan, yükselen kenardaki geniş ve uzun akım pikine uyum sağlamak için 0.4 ten büyük seçilmiştir. K R yukarıdaki gibi seçilirse düşük giriş geriliminde kesintisiz modda çalışma sağlanır. Belirli bir çıkış gücü için primer akımının tepe değeri minimum olur ve MFET in akımı azalır. K R 1 ise kesintili çalışma moduna karşılık gelir. Kesintili modda kontrol döngüsünün kararlılığını sağlamak daha kolaydır. rimer Akımının AVG,, R Ve RM arametrelerinin Elde Edilmesi Şebeke gerilimi minimum olduğunda giriş akımının ortalaması AVG aşağıdaki gibi elde edilir. AVG η V M KR ve DMAX daha önce tespit edildiğinden, akımın şekli bilinmektedir. Akımın şekli ve AVG kullanılarak tepe akımı, dalgalanma (ripple) akımı R ve RM akımı RM elde edilir. K (1 K R AVG R R )D MAX RM DMAX R K R + K ( 3 1) MFET in akım limiti gözönünde bulundurulmalıdır. Katalogda LMT oda sıcaklığı için verilmiştir. ıcaklık arttığında bu değer % 10 azalır. LMT ile arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir. En ekonomik seçim LMT değerinin üstünde olan elemanın seçilmesidir. LMT / 0.9 Güç ve ıcaklık ınırının İncelenmesi Giriş gerilimi en düşük iken MFET in iletim güç kaybı aşağıdaki şekilde hesaplanır. R RMR D() (100! C) 4

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA Anahtarlama kayıpları ise giriş gerilimi ed yüksek iken hesaplanır. C XT MFET in D- uçlarındaki toplam kaçak kapasitedir. 1 CXT CXT (VMAX + V R ) f Jonksiyon sıcaklığı T J toplam kayıp ve termik direnç θ JA kullanılarak hesaplanır. T J! 5 C + ( R + CXT ) θ JA Hesaplanan sıcaklık değeri 100! C nin üzerinde çıkarsa daha büyük bir MFET seçilir. Düşük giriş geriliminde kesintisiz modda çalışma, akımın tepe değerini belirli bir güç için azaltır ve daha küçük MFET kullanılmasını sağlar. Eğer nüve boyutunun küçültülmesi hedefleniyorsa K R arttırılır ve daha büyük MFET kullanılır. K R büyük seçilirse akımı artar ve daha küçük endüktans yeterli olur. K R nin büyük seçilmesi RM ve iletim kayıplarını arttırır. K R nin orta değerler alması hacim, ağırlık ve verim açısından optimum çözümü sağlar. rimer Endüktansının Belirlenmesi 1 1 Her bir alternansta primerden sekondere aktarılan enerji L p L p ( R ) olarak verilir. L primer endüktansı, K R, f,, η ve Z nin fonksiyonu olarak aşağıdaki gibi elde edilir. L K R 6 10 K (1 R ) f Z (1- η) + η η Z sekonder kayıplarının toplam kayba oranıdır. Kayıpların hepsi sekonderde ise Z1, primerde ise Z0 olur. Elde bir veri yoksa Z0.5 alınabilir. Çıkış Gücüne Göre üve ve Bobin eçilerek A e, L e, A L ve B W in Belirlenmesi ekonder sarım sayısı ve primer kademe sayısı L belirlenir. rimer sarım sayısı ve bias sarım sayısı B belirlenir. B M, CMA ve L g kontrol edilir. Gerekirse iterasyon ile L,, nüve ve bobin değiştirilir. üve ve bobin seçimine ek olarak, transformatörün yapılması için aşağıdaki 9 parametre belirlenir. 1. rimer endüktansı L. üvenin hava boşluğu L g 3. rimer sarım sayısı 4. ekonder sarım sayısı 5. Bias sarım sayısı B 6. rimer telinin dış çapı D 7. ekonder telinin dış çapı D 8. Çıplak primer telinin dış çapı DA 5

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA 9. Çıplak sekonder telinin dış çapı DA Bias sargısının akımı 10 ma civarında olduğu için telin yarıçapı problem oluşturmaz. L nin dışında yukarıdaki parametrelerin tümü birbirine bağlıdır. En iyi başlama noktası sekonder sarım sayısının seçilmesidir. 110/115 VAC gerilim için 1 sarım/volt ve 30 VAC gerilim için 0.6 sarım/volt kullanmak iyi bir kabuldür. Başlangıç olarak 115 VAC giriş, 15 V çıkış ve 0.7 V doğrultucu diyot gerilim düşümü için sekonder sarım sayısı 16 alınır. sekonder sarım sayısı, V R ve V +V D ye bağlıdır. VR V + V D Bias sarım sarım sayısı B benzer şekilde hesaplanır. V B bias gerilimi ve V DB bias doğrultucu diyodunun gerilimidir. B VB + V V + V DB D üve/bobin boyutundan primer ve sekonder telinin dış çapları ve primer kat sayısı boşluklu olarak hesaplanır. D BW E BW E etkin bobin genişliği fiziksel genişlik BW, boşluk ( M Margin (mm) ) ve kat sayısı L dikkate alınarak hesaplanır. BW E L [ BW (M)] D çapına en yakın tel seçilir. İletken kesitinin maksimum RM akıma uygun olup olmadığına bakılır. Bobin telinin akım kapasitesi CMA (Circular mils er Amp) olarak tanımlanır. CMA akım yoğunluğunun tersidir. DA çap olarak gösterilmiştir. π 1.7 DA CMA 4 RM 1000 ( ) 5.4 CMA 00 den küçük ise, çapı daha büyük bir tel gerekir. Bu durumda tek bir kat varsa ikinci bir kat kullanılabilir. CMA 500 den büyük ise, nüve daha küçük veya sarım sayısı daha yüksek yapılabilir. DA ya göre pratik tel ölçü birimi AWG (American Wire Gauge) tablo kullanılarak bulunabilir. CMA daha sonra AWG den hesaplanır. Dikkat edilmesi gereken diğer bir kritik parametre nüvedeki maksimum akı yoğunluğu B M dir. 6

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA 100 L B M A E Burada A E nüvenin eşdeğer kesitidir. B M 300 Gauss tan büyük ise nüvenin kesiti(boyutu) A E artırılmalıdır. Veya artırılarak B M 000-3000 Gauss arasına getirilmelidir. B M 000 Gauss tan küçük ise daha küçük bir bobin veya primer sarım sayısı kullanılabilir. Ayrıca sarım sayısı ile L endüktansını üretmek için gereken hava aralığı L g kontrol edilmelidir. L g 40 π A e 1000 L 1 A L L g nin hesaplanması için nüvenin kataloğunda verilen A e kesiti ve hava aralıksız A L endüktansının etkin değeri kullanılır. Hava aralığı genellikle nüvenin ortasında yer alır ve üretim açısından L g en az 51 µm ( mil) olmalıdır. Eğer L g 51 µm den küçük ise bobin boyutu veya artırılmalıdır. Transformatör üreticisi tarafından sağlanan hava aralıklı endüktans değeri A LG, değeri sabit tutularak belirlenebilir. L A LG 1000 Görüldüğü gibi transformatör tasarımı çok sayıda iterasyon yapmayı gerektiren bir işlemdir. değiştiği zaman ve B daha önce elde edilen oranlar ile değişir. üve boyutundaki bir değişiklik CMA, B M ve L G değerlerinin tekrar hesaplanarak kontrol edilmesini gerektirir. ekonder, RM, RLE, DA, D arametrelerinin Elde Edilmesi ekonder pik akımı aşağıdaki gibi elde edilir. rimer akımı (1-D) süresince sekondere yansıdığından, sekonder akımının K R değeri primerdeki ile aynıdır. ekonder RM akımı RM, primer akımına benzer şekilde elde edilir. RM (1 D MAX R K R + K )( 3 1) Çıkış kapasitesinin RM dalgalanması RLE akım korunumu kullanılarak aşağıdaki gibi hesaplanır. RLE RM 7

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA Çıkış akımı aşağıdaki gibi hesaplanır. V RM akımı bulunduktan sonra DA hesaplanır. DA 4 CMA 1.7 RM π 5.4 1000 AWG deneysel olarak CMA ve RM kullanılarak bulunabilir. DA daha sonra AWG ten elde edilir. ekonder telinin çağı 6 AWG den büyük ise, 100kHz de deri kalınlığının katı olduğundan, sargılar paralel bağlanabilir. Mesela tel 3 AWG ise, iki tane 6 AWG paralel bağlanabilir. ekonderde üçlü izolasyonlu tel kullanılırsa telin çapı gerçek DA ten büyük olur. İzin verilen D değeri aşağıdaki gibi elde edilir. D BW (M) (mm) AWG Wire ize 18 19 0 1 3 4 5 6 7 8 9 30 31 3 33 34 35 36 37 38 39 40 41 4 43 44 Metric ize (mm) Turns/cm Turns/nch CR-ML cm10-3 1.00 0.900 0.800 0.750 0.700 0.600 0.550 0.450 0.400 0.350 0.30 0.80 0.50 0.0 0.00 0.180 0.160 0.140 0.130 0.110 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 9.13 10.19 11.37 1.75 14.5 15.8 17.63 19.80.1 4.44 7.3 30.7 33.93 37.48 41.45 46.33 5.48 58.77 65.6 71.57 80.35 91.57 103.6 115.7 131. 145.8 157.4 3. 5.9 8.9 3.4 36. 40. 44.8 50.3 56. 6.1 69.4 76.9 86. 95. 105.3 117.7 133.3 149.3 166.7 181.8 04.1 3.6 63. 94.1 333.3 370.4 400.0 164 189 104 81.3 640.1 510.8 404.0 30.4 5.8 01.6 158.8 17.7 100.0 79.1 64.00 50.41 39.69 31.36 5.00 0.5 16.00 1.5 9.61 7.84 6.5 4.84 4.00 8.8 6.531 5.188 4.116 3.43.588.047 1.63 1.80 1.01 0.8046 0.6470 0.5067 0.4013 0.34 0.554 0.011 0.1589 0.166 0.106 0.08107 0.0607 0.04869 0.0397 0.03166 0.045 0.00 8

GERİ DÖÜŞLÜ GÜÇ KAYAKLAR TAARM Y.Doç.Dr.A.Faruk BAKA Çıkış Diyotlarının eçimi Çıkış diyodlarının maruz kaldığı ters V ve V B gerilimleri aşağıdaki gibi hesaplanır. V V V + V B B + (V (V MAX MAX Çıkış diyotlarının V R gerilimi, 1.5 V geriliminden büyük seçilir. Diyot akımının nominal değeri maksimum DC çıkış akımının 3 katı seçilir. V R gerilimi 45 V tan küçük ise yani çıkış gerilimi 5V veya 3.3 V ise chottky diyot tavsiye edilir. V R gerilimi 45 V tan büyük ise ultra fast recovery diyot tavsiye edilir. Tabloda diyot listesi verilmiştir. B ) ) Köprü Doğrultucunun eçimi Köprü doğrultucunun maksimum akımı ACRM η V ACM F olarak hesaplanır. F güç kaynağının güç faktörü olup 0.5 0.7 arasındadır. Köprü doğrultucunun RM akımı D ve ters dayanma gerilimi V R aşağıdaki şekilde hesaplanır. D > ACRM V R > 1.5 1.414 V ACMAX Çıkış Kondansatörünün ER Değeri nin eçimi ER değeri küçük bir kondansatör seçilmelidir. 35 V un altında ER kondansatörün boyutları ile orantılıdır. Çıkıştaki dalgalanma fazla ise bir LC filtre kullanılabilir. 9