Daha önceki bölümde haftasonu projesi olarak başladığım 4kW MPPT Converter cihazının amacından, gideceğimiz hedeften, isterlerden ve mekanik ön görünümden bahsetmiştim. Bu bölümde ise, bir elektrik elektronik mühendisi olarak, mekanik, ısıl atım, montaj bilmenin avantajlarından ve güç elektroniğinde mekaniğin öneminden bahsederek, cihazımızın donanım ayağının en önemlilerinden olan, kutulu ürün oluşturma ve üretme safhasını görmüş olacağız. (Devamını Oku)

2010 yılında tez çalışmalarıma başladığımda yenilenebilir enerji, özellikle de güneş enerjisi her zaman ilgi alanımda oldu. O tarihten bu yana kW’lar mertebesine varan bir çok projenin içerisinde olup, Türkiye ve Dünya’da çalışmakta olan bir çok ürünün tasarımında bulundum. Bu ürünlerin çalışarak karbon ayak izini azaltmasından dolayı bir mühendis olarak mutluluk duyuyorum. Kendi evimde de karbon ayak izimi azaltmak, uzun süredir sahip olduğum güneş panellerini kullanabilmek ve Covid-19 süresince evde kalış süreleri artmasından dolayı kendime üzerinde çalışabileceğim bir deneme kiti yapmak için küçük bir hafta sonu projesi oluşturdum. Ayrıca bu proje sayesinde, ister küçük isterse büyük olsun bir projeyi A’dan Z’ye nasıl ele alıyor ve ortaya çıkarıyorum görebileceksiniz! (Devamını Oku)

Gelişen üretim teknolojisi ve malzeme bilimi ile her geçen gün daha hızlı, daha az enerji kaybına sahip anahtarlara sahip oluyoruz. Silikon bazlı anahtarlar yanında artık her alanda görmeye alıştığımız SiC ve GaN ile beraber ise hız faktörünü engelleyen unsurları düzeltme yönünde bir çok atılım görüyoruz. Fizik kuralları çerçevesinde, 1800’lerin ortasında ele aldığı kuramlarla bilinen Sir William Thomson meşhur Lord Kelvin’in öne sürdüğü metotlar ise şaşırtıcı derecede günümüzün yarı iletken teknolojisine hâlâ yön verebilmektedir. (Devamını Oku)

Güç kaynağı tasarımı, özellikle günümüzde, önemli tasarım konularının başındadır. Daha az kayıp, standby anında daha az güç çekimi gibi konular ise tasarımın inceliklerindendir. Bu konulara ilk başlayan bir tasarımcı için, daha önce de bahsettiğim gibi, Flyback temel topolojilerdendir. Bir çok parametrenin olduğu bu alanda bazı kilit noktalar tasarımcının elini kolaylaştırır. (Devamını Oku)

Tüm elektroniğin kalbi pasif üç elemana dayanır; direnç, kapasitör ve bobin. Güç elektroniğinde ise asıl dayanak noktası manyetik elemanlardır. Manyetik eleman tasarımı sisteminizin tüm performansını etkileyen en önemli parametredir. Bu elemanların bir kısmı hazır bulunsa da büyük çoğunluğu, tasarımın isterine göre, özel olarak üretilirler. Bu yüzden güç elektroniği tasarımcısı, özellikle yüksek verime dayalı, fiyat/performans oranı yüksek projeler ortaya koymak istiyorsa bir trafo üreticisini yönlendirecek kadar sargılı manyetik elemanlara hakim olmalıdır. (Devamını Oku)

Elektrik ya da elektronik tasarımcısı olarak bir çok sorunu çoğu zaman klasikleşmiş metotları akıllıca birleştirip kullanarak çözmekteyiz. Konu güç elektroniği olduğunda ise bu çözümler genellikle topolojiler üzerinden ilerler; bir çoğumuzun ders kitaplarında, uygulama notlarında gördüğü Buck/Boost/Flyback vb. dönüştürücüler neredeyse 100 yıla yakındır kullanılmaktadır. Son dönemde revaçta olan resonant ya da PFC gibi yapılar dahi 20-30 sene öncesine kadar özel sayılsa da günümüzün klasikleşmiş temel yapıları haline gelmişlerdir. (Devamını Oku)

Geçtiğimiz 20 yıl içerisinde, ihtiyaçların da zorlaması ile, güç elektroniği ve elektroniğin diğer alanlarında silikon malzemeler dışında SiC ve GaN başta olmak üzere bir çok yarı iletken meteryal kullanıma sunulmaya başlandı. Bunlardan SiC (Silicon Carbide) ile ilgili olanını daha önce ele (Güç Elektroniğinde SiC (Silicon Carbide) Çağı) almış ve avantajlarından bahsetmiştim. GaN (Gallium Nitride) elemanlar ise yeni jenerasyonun bir öğesi olarak neredeyse SiC ile eşdeğer bir şekilde geliştirilmeye başlandı ve piyasaya sürüldü. Peki GaN, güç elektroniğinde SiC kadar başarı sağlayacak mı, birbirlerinin bire bir eş değerleri mi, yoksa her elemanı doğru yerde kullanmak bize mi kalıyor; gelin bunu birlikte inceleyelim. (Devamını Oku)

Güç elektroniğinin temel taşlarından bir tanesi anahtarlama elemanları ve onların kontrolüdür; hatta anahtarlama kontrolü bir anlamda bu dalın temelidir diyebiliriz. Güç elektroniğinde en sık kullanılan anahtarlama elemanı olarak karşımıza IGBT ve Mosfet’ler çıkmaktadır. Dijital elektroniğin de bu dala hükmetmesi ile birlikte “logic level” diye adlandırdığımız gerilim seviyeleri ile ek araçlar kullanarak anahtarlama elemanlarının kontrolünü sağlamaktayız. Daha önce burada (Dikkat: High Side Gate Driver!!) konuştuğumuz üzere bu ek donanımların, sürücülerin, bir çok çeşidi bulunmaktadır. Güç değerleri arttıkça kullanacağımız sürücü gereksinimi ve özelliği değişiklik göstermektedir; bunların en gelişmişleri içerisinde desaturation koruması ve active miller clamp özelliği barındırır. (Devamını Oku)

1958’de Jack Kilby ilk entegre devreleri oluşturduğunda, kendisi bunu ön gördü mü bilinmez, kısa süre içerisinde küçük devre elemanlarından denetleyicilere ulaşan muazzam yolun kapısını açmış oldu. Bu kapının ardında oluşturulan işlemciler, uygulamalar çok büyük ya da çok küçük olsun elektronik tasarımın artık ayrılmaz parçaları haline geldiler. IoT gibi yeni trend teknolojilerle birlikte bilekliklerimizden kumandalara, enerji sistemi yönetiminden arabalarımıza kadar hemen hemen her elektronik araç ile bütünleşik halde bulunan işlemciler (daha doğru söylemek gerekirse mikrodenetleyiciler) kullanıcılara inanılmaz ufuklar açmaya başladı. (Devamını Oku)

Güç elektroniği tarihine kısaca göz gezdirirsek, mikroişlemcilerin gelişmeye başladığı yıllara kadar analog kontroller üzerine tasarımlar yapıldığı görülür, hatta çok eski cihazlar incelendiğinde onlarca ayar potunu görmek mümkündür. 1990’ların başlarından itibaren ise mikrodenetleyicilerin yavaş yavaş gelişmesinden sonra önce analog devrelerde, göstergeler ya da küçük ayarlar için yönetici konumuna yükselen mikrodenetleyiciler daha sonrasında DSP tabanlı, gelişmiş ADC ve PWM bloklarına sahip denetleyicilerin geliştirilmesi ile birlikte ana kontrolcü olarak sistemlerde yer almış ve dijital kontrol sistemleri çok daha önemli hale gelmiştir. (Devamını Oku)