1.GİRİŞ
Boost konvertör, DC bir gerilimi tekrar DC bir gerilime dönüştürmeye yarayan ve böylece kullanmakta olduğumuz cihazların zarar görmeden istenilen gerilim ile çalıştırılabilmesine olanak tanıyan bir devredir. Boost konvertörlerde çıkış gerilimi giriş geriliminden daima büyük olmak durumundadır. Fakat giriş ve çıkış güçleri değişmeyeceğinden bu denge akımın küçülmesiyle korunur.
2. LİTERATÜR
BİLGİLERİ
2.1 Kullanım Alanları
Nelerdir? Neden İhtiyaç Duyulur?
Kullanım alanlarına gelecek olursak, öğrenilen bir bilgiyi gerçek hayatta görerek, bilerek öğrenmenin daha kalıcı bir etki oluşturduğu kanaatindeyim. Bu yüzden kullanım alanları kısmına öncelikli olarak yer vermek istedim.
Birçok DC gerilim kaynağı olmasına rağmen bazı durumlarda bu kaynaklar yükün beslenmesine yetmeyebiliyor. Bu gibi durumlarda istenen gerilime ulaşmak için mevcut batarya paketlerinin tekrar düzenlenmesi veya tekrar bir batarya paketi oluşturulması gerekmektedir. Fakat bu durum gerek maliyet gerek ağırlık ve hacim gibi dezavantajlarla karşımıza çıkıyor. Bu dezavantajların giderilmesi için DC-DC dönüştürücüler tasarlanmıştır.
Sağladığı avantajlar sayesinde özellikle hibrit araçlarda olmak üzere alan yetersizliği olan her yerde bu uygulamaya başvurulabilir. Akülerin voltajının arttırılması için fazladan akü eklemek yerine boost konvertör kullanılarak istenilen gerilim düzeyine, istenilen hücre sayısıyla ulaşılabilir.
3.
TEORİK VERİLERİN İŞLENMESİ
12VDA
GERİLİMİ İLE 100VDA GERİLİMİNE SAHİP 100W’LIK BİR YÜKÜN ÇALIŞTIRILMASI İÇİN
KONVERTÖR TASARIMI.
|
Giriş
gerilimi(Vi) |
12Volt(V) |
|
Çıkış
gerilimi(Vo) |
100Volt(V) |
|
Çıkıs
gücü(Po) |
100Watt(W) |
Frekans
değerini 100000Hz alıyoruz
3.1. Devre Elemanlarının Teorik Formüllerinin
Bulunması
Boost konvertör devresi
 |
Anahtarı kapattığımızda, L bobininin üzerinde ok yönünde akım akışı başlar. Akan akım bobinin üzerinde bir enerji depolanmasına sebep olur yani bir nevi geçici bir depo görevi. Geçici depomuz 2. durumda yükü ve kondansatörü beslemek üzere doldurulmuş olur. Bu sırada devrenin sağ tarafında ise kondansatör daha önceki periyotlarda şarj olmuş ise yükü beslemektedir.
Giriş gerilimi üzerinden bobinin üzerine düşen gerilim ile alakalı bağıntıyı şekil üzerinden bakarak anlamamız mümkündür. Şekle baktığımızda bobinin direkt olarak anahtar üzerinde kısa devre olarak toprağa gittiğini görebiliyoruz, o zaman bobinin üzerindeki gerilim için;
Anahtar açıldığında ise yukarıda geçici depo diye tabir ettiğimiz bobinin ile enerji kaynağı beraber kondansatörü ve yükü besler. Fakat bunu yapmak için bobine ihtiyaç vardır. Çünkü kondansatör, yük ile paralel olduğundan çıkışta, girişten daha yüksek bir gerilim ile karşılarına çıkar. Diyot ise çalışma prensibi olarak buna aykırı olduğundan alternatif yollarla açılması gerekmektedir. Bunun için de bobinin akımı kullanılarak diyot açılır ve devre tamamlanmış olur. Bu durum kendini periyodik olarak tekrar eder.
Buradaki duruma baktığımızda ise bobin üzerine düşen gerilim bağıntısını bulmak için;
VL = Vİ – VO eşitliğini kullanabiliriz.
Çünkü bobine baktığımızda, direkt toprağa değil kondansatör ve direnç üzerinden toprağa ulaşmıştır. Bu sebepten dolayı üzerinde oluşacak olan gerilim kaynak ile kondansatörün depolamış olduğu enerji farkı kadar olacaktır.
Anahtar açıkken bobin üzerinden akan akımı bulmak istediğimizde ise tekrar;
Burada D değeri 0 ve 1 arasında değişim gösterebilir. Fakat 0 değerini verdiğimizde çıkış gerilimi ile giriş gerilimi eşit, 1 değerini verdiğimizde ise sonsuz değerini alır. Bu yüzden bu iki değer de D için tercih edilmez. Bu iki uç değer arasındaki değerlerden verdiğimizde ise yukarıdaki eşitlikten de görülebileceği üzere çıkış gerilimi giriş geriliminden daima yüksek olmak zorundadır.
Grafiklerden belli olduğu üzere ortalama kapasitör akımı da sıfır olacaktır. Buradan kapasitör üzerindeki amper-saniye ilişkisi kullanılarak ILort değerini çıkış gerilimi üzerinden veren ifade bulunabilir.
TEŞEKKÜRLER
MEHMET NOHUTÇU
Yorumlar
Yorum Gönder