bİr alÇaltici-dÖnÜŞtÜrÜcÜ İÇİn kapali-dÖngÜ kontrol sİstemİnİn tasarimi ve...

BİR ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜİÇİN KAPALI-DÖNGÜ

KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI VE UYGULANMASI

Koray SEPETÇİEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği

Yrd.Doç.Dr. Bünyamin TAMYÜREK Eskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği

Fulya Tuğçe OMUZLUOĞLUEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği

1. Bir alçaltıcı-dönüştürücü tasarımı yapmak

2. Kapalı-döngü kontrol sistemi tasarlamak

3. MATLAB ve Simulink kullanarak simülasyon yapmak

4. Simülasyon ve deney sonuçlarını karşılaştırmak

AMAÇLAR

İÇERİK

I. Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?

II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı

III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı

IV. Uygulama ve Sonuçlar

Güç kaynaklarının günümüzde tercih edilen özellikleri yüksek verimli, küçük hacimli, düşük fiyatlı ve sabit çıkışlı olmasıdır. Lineer regülatörler, bu istenilenleri sağlayamadıkları için, anahtarlamalı güç kaynaklarına ihtiyaç duyulmuştur.

ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ NEDİR?

Bir dc-dc dönüştürücüdür.Çıkış gerilimi, giriş geriliminden düşüktür.Kullanım alanları : Güç kaynakları, adaptörler, güneş paneli sistemleri, UPS uygulamaları, …

ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ NEDİR?

NEREDEYİZ?

I. Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?

II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı

III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı

IV. Uygulama ve Sonuçlar

ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI

Alçaltıcı-Dönüştürücü için istenen tasarım kriterleri

Giriş Voltajı 14-30 V

Çıkış Voltajı 12 V

Çıkış Gücü 48 Watt

Anahtarlama Frekansı 25 kHz

Çıkış Voltajındaki Max Dalgalanma

3.96 mV

Bobin Akımındaki Max Dalgalanma

0.16 A

ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI

ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.0120

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Time(sec)

Vol

tage

(V)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

x 10-3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Time(sec)

Cur

rent

(A)

9.8 9.82 9.84 9.86 9.88 9.9 9.92 9.94 9.96 9.98 10

x 10-3

3.92

3.94

3.96

3.98

4

4.02

4.04

4.06

4.08

4.1

Time(sec)

Cur

rent

(A)

Giriş Voltajı = 14 V

NEREDEYİZ?

I. Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?

II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı

III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı

IV. Uygulama ve Sonuçlar

KAPALI-DÖNGÜ KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI

KAPALI-DÖNGÜ KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI

-150

-100

-50

0

50

Mag

nitu

de (d

B)Bode Diagram

Frequency (kHz)

10-2

10-1

100

101

102

103

104

-180

-135

-90

-45

0

Pha

se (d

eg)

System: GpHPhase Margin (deg): 41.7Delay Margin (sec): 0.000163At frequency (kHz): 0.712Closed Loop Stable? Yes

Açık-döngü sistemin bode diagramı

KAPALI-DÖNGÜ KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI

-100

-50

0

50

Mag

nitu

de (d

B)

Bode Diagram

Frequency (kHz)

10-2

10-1

100

101

102

103

104

-225

-180

-135

-90

-45

0

Pha

se (d

eg)

System: syspiPhase Margin (deg): -13Delay Margin (sec): 0.00121At frequency (kHz): 0.798Closed Loop Stable? No

PIcompensatedsystem

PIcompensatedsystem

Uncompensatedsystem

Uncompensatedsystem

KAPALI-DÖNGÜ KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI

-150

-100

-50

0

50

Mag

nitu

de (d

B)

Bode Diagram

Frequency (kHz)

10-2

10-1

100

101

102

103

104

-180

-135

-90

-45

0

System: sys2Phase Margin (deg): 68.2Delay Margin (sec): 9.38e-005At frequency (kHz): 2.02Closed Loop Stable? Yes

Pha

se (d

eg)

Compensatedsystem

Compensatedsystem

Uncompensatedsystem

Uncompensatedsystem

KAPALI-DÖNGÜ KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.0120

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Time(sec)

Vol

tage

(V)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

x 10-3

0

2

4

6

8

10

12

14

Time(sec)

Vol

tage

(V)

NEREDEYİZ?

I. Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?

II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı

III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı

IV. Uygulama ve Sonuçlar

UYGULAMA VE SONUÇLAR

UYGULAMA VE SONUÇLAR

UYGULAMA VE SONUÇLAR

UYGULAMA VE SONUÇLAR

4 4.04 4.08 4.12 4.16 4.2 4.24

x 10-3

11.8

12

12.2

Vol

tage

(V)

4 4.025 4.04 4.065 4.08 4.105 4.12 4.145 4.16 4.185 4.2 4.225 4.24

x 10-3

3.5

3.8

4.2

4.5

Cur

rent

(A)

4 4.025 4.04 4.065 4.08 4.105 4.12 4.145 4.16 4.185 4.2 4.225 4.24

x 10-3

0

0.5

1

Time(sec)

PW

M

UYGULAMA VE SONUÇLAR

0.095 0.1 0.105 0.1110

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Vol

tage

(V)

0.095 0.1 0.105 0.110

1

2

3

4

5

Time(sec)

Cur

rent

(A)

UYGULAMA VE SONUÇLAR

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.0710

11

12

13

14V

olta

ge(V

)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.070

1

2

3

4

5

Time(sec)

Cur

rent

(A)

Beni dinlediğiniz için teşekkür

ederim

Koray SEPETÇİ

REFERANSLAR

• Choudhury, S., 2005, Designing a TMS320F280x Based Digitally Controlled DC-DC Switching Power Supply, Texas Instrument, Application Report, SPRAAB3

• Erickson, R.W., Maksimovic, D., 2001, Fundamentals of Power Electronic, New York, Kluwer Academic Publishers

• Mohan, N., 2003, First Course on Power Electronics and Drives, Minneapolis, Mnpere

• Nise, N.S., 2004, Control System Engineering, New York, Wiley• Ogata, K., 2002, Modern Control Engineering, New Jersey, Prentice Hall• Parlaktuna, O., 2005, Fundamentals of Control Systems Lecture Notes• PLECS, http://www.plexim.com• Rashid, M.H., 2001, Power Electronics Handbook, San Diego, Academic Press• Tamyurek, B., 2011, Introduction to Power Electronics I Lecture Notes