SARMAŞIK YAPILI TEK-FAZ DOĞRULTUCUNUN FARKLI AKIM KONTROL YÖNTEMLERİYLE PERFORMANS ANALİZİ

Yıl 2014, Cilt: 29 Sayı: 3, 0 - , 30.09.2014

Fatih Karık , İres Iskender , Ahmet Karaarslan , Naci Genç

https://doi.org/10.17341/gummfd.15070

Öz

Bu çalışmada, sürekli iletim modunda çalışan sarmaşık yapılı tek-fazlı doğrultucu için güç faktörü düzeltme kontrol yöntemlerinin detaylı analizi yapılmıştır. Sarmaşık yapılı doğrultucu devresinde oransal-integral kontrol, ortalama kayan kip kontrol ve öngörmeli akım kontrol yöntemleri kullanılarak birim güç faktörü (UPF) ve giriş akımının toplam harmonik bozulumu (THD) incelenmiştir. Sarmaşık yapılı güç faktörü düzeltici devrenin güç yoğunluğunu arttırma, giriş akım dalgacığını ve çıkış kapasitörünün etkin akımını azaltma, filtre büyüklüğünü düşürme gibi bir çok avantajı vardır. Sarmaşık yapılı dönüştürücünün 50 kHz anahtarlama frekansı ve 1kW güç değerinde benzetim ve deneysel çalışmaları gerçekleştirilmiş ve kontrol yöntemlerinin analizi yapılmıştır. Analizlerde, dönüştürücünün tüm kontrol yöntemlerinde yük değişimlerinde dayanıklı yapı sergilediği gözlenmiştir. Ayrıca, öngörmeli kontrol yönteminde işlemlerin bobin akımı ölçülmeden yapılması diğer iki kontrol yöntemine göre daha avantajlı olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Sarmaşık dönüştürücü, PI kontrol, Öngörmeli akım kontrol, Ortalama kayan kip kontrol

Kaynakça

• Wolfle, W.H. ve Hurley, W.G., “Quasi-active power factor correction with a variable inductive filter, theory, design and practice”, Power Elec. IEEE Transactions, Cilt 18, 248-255, 2003.
• Huai, W., Batarseh, I., Guangyong, Z., ve Kornetzky P., “A single-switch AC-DC converter with power factor correction”, Power Elec., IEEE Transactions, Cilt 15, No 3, 421-430, 2000.
• Mather, B.A. ve Maksimović, D.,”A Simple Digital Power-Factor Correction Rectifier Controller”, Power Electronics IEEE Transactions, Cilt 26, No 1, 9-19, 2001.
• Tsai-Fu, W., Chien-Chih, C., Chih-Lung, S., ve Cheng-Nan, W., “Analysis, design, and practical considerations for 500 W power factor correctors”, Aerospace and Electronic Systems IEEE Transactions, Cilt 39, No 3, 961-975, 2003.
• GENC, N. ve Iskender, I., “An Improved Soft Switched PWM Interleaved Boost AC-DC Converter”, Energy Conversion and Management., Cilt 52, No. 1, 403-413, 2011
• Karaarslan, A., ve Iskender, I., “Pure sinusoidal input voltage based bridgeless PFC converter using TMS320F2812 digital signal processor”, Electrical and Electronics Engineering, ELECO’09 International Conf., 234-238, 2009.
• Qiao, C., ve Smedley, K.M.,”A topology survey of single-stage power factor corrector with a boost type input-current-shaper”, Power Electronics IEEE Transactions, Cilt 16, No 3, 360-368, 2001.
• Po-Wa, L., Yim-Shu, L., Cheng, D.K.W., ve Xiu-Cheng, L., “Steady-state analysis of an interleaved converter with coupled inductors”, Industrial Electronics IEEE Transactions, Cilt 47, No 4, 787-795, 2000.
• Yao-Ching, H., Te-Chin, H., ve Hau-Chen, Y., “An Interleaved Boost Converter with Zero-Voltage Transition”, Power Electronics IEEE Transactions, Cilt 24, No 4, 973-978, 2009.
• Alonso, J.M., Dalla Costa, M.A., ve Ordiz, C., “Integrated Buck-Flyback Converter as a High-Power-Factor Off-Line Power Supply”, Industrial Electronics IEEE Transactions, Cilt 55, No 3, 1090-1100, 2008.
• Jun, Z., Lu, D.D.-C., ve Ting, S., “Flyback-Based Single-Stage Power-Factor-Correction Scheme with Time-Multiplexing Control”, Industrial Electronics IEEE Transactions, Cilt 57, No 3,1041-1049, 2010.
• Yao, G., Chen, A., ve He, X., “Soft Switching Circuit for Interleaved Boost Converters”, IEEE Transactions on Power Electronics, Cilt 22, No 1, 80-86, 2007.
• Hsieh, Y.-C., Hsueh T.-C., ve Yen, H.-C., “An Interleaved Boost Converter With Zero-Voltage Transition”, IEEE Transactions on Power Electronics, Cilt 24, No 4, 973-978, 2009.
• Yungtae, J.,ve Jovanovic M.M., “Interleaved Boost Converter with Intrinsic Voltage-Doubler Characteristic for Universal-Line PFC Front End”, IEEE Power Electronics, Cilt 22, No 4, 1394-1401, 2007.
• Rezvanyvardom, M., ve All E., “A New Interleaved ZCS PWM Boost Converter”, IEEE International Conference on Power and Energy, Cilt 1, 45-50, 2010.
• IEC Standard IEC 61000-3-2,”Electromagnetic Compatibility (EMC), Limits for Harmonic Current Emissions (Equipment input current ≤16A per phase)”, 2009.
• GENC, N., ve Iskender, I., “DSP-based Current Sharing of Average Current Controlled Two-Cell Interleaved Boost PFC Converter”, IET Power Electronics, Cilt 4, No. 9, 1015-1022, 2011.
• Pinheiro, J. R., Gründling, H. A., Vidor, D. L.R., ve Baggio, J.E., “Control Strategy of an Interleaved Boost Power Factor Correction Converter”, IEEE Annual Power Electronics Specialists Conf., Cilt 1,137-142, 1999.
• Karaarslan, A., ve Iskender, I., “Güç Katsayısı Düzeltim Devrelerinde Ortalama Akım Kontrol Tekniği ve Sayısal Sinyal İşlemcisi Kullanılarak Yeni bir Yöntemin Uygulanması ”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 26, No 1, 193-203, 2011.
• Navarro-López, E.M., Cortés, D., ve Castro, C., “Design of practical sliding-mode controllers with constant switching frequency for power converters”, Electric Power Systems Research, Cilt 79, 796-802, 2009.
• Zhang, W., Feng, G., Liu, Y.-F., ve Wu, B., “A digital power factor correction (PFC) control strategy optimized for DSP”, IEEE Trans. Power Electronics, Cilt 19, No 6, 1474-1485, 2004.
• Sun, C., ve Lehman, B., “Discussions on Control Loop Design in Average Current Mode Control”, IEEE Industry Application Conf., Cilt 4, 2411-2417, 2000.
• Mattavelli, P., Rossetto, L., ve Spiazzi, G., “Small-Signal Analysis of DC-DC Converters with Sliding Mode Control”, IEEE Trans. Power Electronics, Cilt 12, No 1, 96-102, 1997.
• Navarro-López, E.M., Cortés, D., ve Castro, C., “Design of practical sliding-mode controllers with constant switching frequency for power converters”, Electric Power Systems Research, Cilt 79, 796-802, 2009.
• A. Karaarslan, I. Iskender, "Average Sliding Control Method Applied on PFC Converter for Decreasing Input Current THD using Digital Signal Processor", IET Power Electronics, Cilt 5, No. 5, 617-626, 2012.