Power Factor Correction: Part 2
Bir önceki bölümde güç faktörünü, anahtarlamalı çalışan sistemlerde neden bu oranın bozulduğunu ve düzeltmek için çok kullanılan topolojileri incelemiştik.
Bu bölümde ise çok sık tercih edilen boost converter topolojisi ile birlikte, 100W çıkış gücüne sahip bir PFC devresini, teorik olarak inceleyerek, gerekli hesaplamalar ile birlikte güç elektroniği konusunda gerek uygulamalarda gerekse ünlü dergilerin makalalelerinde sıkça görmeye alıştığımız PowerSys firmasına ait PSIM programıyla simülasyonunu gerçekleştireceğiz.
PFC: Boost Converter Hesaplamaları
PFC için kullanılacak boost converter topolojisi ve THD ve Conducted EMI test sonuçlarına göre seçilecek EMI filtresi aşağıda görülebilir.
CrCM şeklinde çalışan PFC devresinin en büyük avantajlarından biri, diyot reverse recovery etkisinin olmamasıdır. Bu nedenle, converter bölümünde özel bir diyot seçilme zorunluluğu yoktur ve EMC problemleri daha az yaşanır. Bunun yanında anahtarlamayı sağlayan aktif eleman da sıfır akım anında iletime geçtiğinden anahtarlama kayıpları da minimize edilmiş olur.
CrCM şeklinde çalışan PFC devresinin kritik eşlenik noktası, boost bobininin üzerindeki ortalama gerilimin tam sıfır olduğu anda çalışmasıdır. Anahtar iletime geçtiğinde bobin, giriş gerilimini; anahtar kesime götürüldüğünde ise çıkış ile giriş gerilimi farkını üzerinde görecektir. Bu da aşağıdaki eşitliği bize doğurur.
Eşitlikte dI.L/dt=V formülünden yararlanılır. Vout değeri PFC çıkışında sabit kalmak kaydı ile Vin değeri şebeke gerilimi olması nedeniyle sürekli değişkenlik göstereceğinden ton ve toff süreleri değişkenlik gösterecek, bu nedenle de bir periyotta anahtarlama frekansı sürekli bir değişim halinde olacaktır.
Yukarıda görülen ikinci formülde Vin_pk değeri şebekenin peak değeri, f ise frekansıdır. Frekansın, genliğin ve akım şekillerinin zamana bağlı değişim grafikleri aşağıda görülebilir.
Örnek PFC uygulamamız için tasarım kriterlerimiz aşağıdaki şekilde olacaktır.
Giriş ve dolayısı ile bobin akımının maksimum değeri, giriş geriliminin minimum değerinde olacaktır. Bobin akım şeklini aşağıdaki gibi çizdiğimizde, bobin peak akımı ile, giriş peak akımı arasında 1/2 oranı olduğu görülmektedir. Resmi büyütmek için üzerine tıklayınız.
Yukarıdaki veri ele alındığında giriş peak, RMS ve bobin peak akımları, giriş geriliminin minimum değeri için aşağıdaki şekilde hesaplanır.
CrCM çalışan bir PFC için frekansı bobin değeri belirlediğinden, seçilecek değer performans anlamında önemli olacaktır. Teoride minimum çalışma frekansı insan kulağının duyamayacağı 20kHz ve üstü seçilmelidir. Pratikte P.F. ve THD oranlarından dolayı düşük frekans seçimi, yüksek bobin değeri kullanımına neden olacağından tercih edilmez. Diğer taraftan, minimum frekans değeri yüksek seçildiğinde ise anahtarlama ve bobin core kayıpları artacaktır. Minimum anahtarlama frekansı uygulamada kullanılan eleman değerlerine göre deney yoluyla belirlenmelidir. Günümüz uygulamalarında minimum çalışma frekansının 40-50kHz civarlarında olduğu gözükmektedir.
Önemli Not: Yüksek güçlü uygulamalarda, CCM modda çalışıldığından anahtarlama frekansı 16~20kHz civarları seçilmektedir.
Minimum çalışma frekansı şebeke geriliminin maksimum olduğu anda gerçekleşmektedir. Yukarıdaki formülü işletebilmek için minimum çalışma frekansını örnek uygulamamız için fsw_min=50kHz seçtiğimizde kullanmamız gereken maksimum endüktans değeri aşağıdaki şekilde çıkacaktır.
Bobinden geçen RMS akım ise aşağıdaki formülle hesaplanabilir.
Bobin üzerinden geçecek olan RMS akım ile bunun yanında maksimum ve minimum anahtarlama frekanslarına göre hesaplanacak deri etkisi göz önüne alarak sargı kesitleri seçilmelidir.
Bunun yanında son olarak çıkış kapasite değeri belirlenmelidir. Bunun için kapasite ESR değeri de dikkate alındığında, çıkış gerilim ripple’ına göre kapasite değeri aşağıdaki formülle belirlenir.
ESR 10mOhm, Cout değeri ise 200uF alınırsa çıkış ripple değeri 4.70V çıkacaktır ki 400V çıkış değeri için yaklaşık %1 civarında salınım demektir.
Yukarıdaki 8 hesap, boost converter tasarımı için yeterli olsa da gerçek uygulamada bir çok parametreyi optimize etmek için mosfet ve diyot kayıpları ile akımları, bobin nüve ve bakır kayıpları, kompanzasyon ve PFC kontrol elemanı hesapları gibi bir çok değer de önemlidir. Devreyi gerçekleme anında bu değerlerin de göz önüne alınması gerektiği unutulmamalıdır. Bölüm sonunda bu konuyla ilgili faydalı dokümanlara atıfta bulunulacaktır.
PSIM ile PFC Simulasyonu
PowerSys firmasına ait olan PSIM, günümüzde özellikle bir çok makalede görmeye alıştığımız, bir çok büyük kuruluşun (NASA, Honda, LG, ST vb.) kullandığı ve desteklediği güç elektroniği için özelleştirilmiş simülasyon programıdır. PSIM’i diğer simülasyon programlarından ayıran en önemli özelliği, gerekli hesaplamaları diğer simülasyon programlarına göre kat be kat hızlı yapmasıdır. Bunun yanında kullanıcı dostu olması, Matlab gibi diğer programlarla etkileşimi, kontrol ve yenilenebilir enerji konusunda barındırdığı özel bloklarıyla güç elektroniği konusunda uğraşan tasarımcılar için önemli bir geliştirme aracı haline gelmiştir. PSIM programının bir diğer güzel yanı ise karmaşık olmayan bir kaç parametrenin girişi sağlanarak gerçeğe yakın sonuçlar alınmasıdır.
PSIM, kullanıcılara ücretli sunulan bir uygulamadır; yalnız, PSIM iletişim birimini kullanarak ki oldukça aktif bir cevap mekanizmasına sahip, PSIM’in demo ya da bir aylık full sürümüne ulaşmanız mümkün. Şu an güncel olarak ver.10.0.5.564 kullanıcılara sunulmaktadır.
Bir önceki başlıkta hesapladığımız değerleri program içerisinde yerine koyduğumuzda aşağıdaki şekilde simülasyon sayfasına ulaşırız.
Şekli büyütüp incelediğimizde karşımıza 4 ana bölüm çıkmaktadır; bunlar, THD ve EMC performansını artırmak için kullanılan line filtresi, boost converter bölümü ve kullanacağınız kontrol metoduna (analog ya da dijital) bağlı CrCM şekilde çalışmayı garantileyen kontrol bloğu ve çıkış gerilimini sabit tutmaya yarayan PI döngüsüdür.
PFC devresinin en zorlanacağı durum, giriş geriliminin minimum olduğu an olarak gösterilebilir. Giriş değeri 85Vac iken simülasyon sonuçlarımız aşağıdaki gibi olmuştur.
Grafiği büyütüp incelediğinizde giriş gerilimi 85Vac için, P.F. oranı %99.93, giriş akımının THD oranı %1.4 olmuştur. Bobin akımının RMS değeri IL_RMS=1.51A, giriş akımının ise Iac_RMS=1.28A dolaylarında olmuştur. Bobin akımının peak değeri ise IL_peak=3.7A civarlarındadır. Giriş gerilimi 265V dolayına yükseltildiğinde ise P.F. %93.7, THD oranı ise %9.3 olmaktadır. En düşük frekans değeri ise 51kHz olarak ölçülmüştür.
Ölçüm ile hesaplanan değerler arasındaki küçük farklılıklar line filtre bölümünde bulunan kapasite ve trafonun yanında köprü diyodun kayıplarından ileri gelmiştir.
İlgili PSIM uygulama dosyasını buradan indirip, simülasyonu kendi bilgisayarınızda çalıştırabilirsiniz. Dosyayı indirdikten sonra uzantısını “.rar” yapmalısınız.
Sonuç Olarak
Güç kaynaklarının vazgeçilmez unsuru haline gelmeye başlayan PFC’nin, en çok kullanılan yöntemini ele almaya çalıştığımız bu yazı dizimizi sonlandırırken simülasyonun gücünü ve pratikliğini; deney ortamına geçmeden kazandırdığı zamana vurgu yapmak isterim. Bu konuya yeni başlayacak ya da simülasyon konusuna herhangi bir yolla ilgilenmemiş tüm arkadaşlarıma, PSIM gibi bir çok simülasyon programını kullanmalarını öneririm.
PFC ve CrCM şeklinde daha fazla ve ayrıntılı çalışmak isteyen tasarımcılara Fairchild‘ın AN-8035 ve AN-42047 numaralı notları ile ON Semi‘ye ait PFC Handbook‘u okumalarını öneririm. Tüm bunların yanında kontrol entegrelerinin gelişmesi ile yüksek güçler için uygulanabilir olan Interleaved PFC konusunun da araştırılmaya değer olduğunu düşünüyorum.
Kendi uygulamalarımda sıkça kullandığım ve bu yazı dizisinde tanıtmaya çalıştığım PSIM programını bana ulaştıran PowerSys elemanı Marie ANDRE‘ye destekleri için teşekkür ederim.
Konuyla ilgili tüm sorularınızı yorum bölümünden bana ulaştırabilirsiniz.
Herkese çalışmalarında başarılar dilerim.
Simulasyonunuza baktım, akım sıfır geçişlerinde neden bozulma yok? Ben önceden CCM yapmıştım, onda sıfır gecişlerde bozulma vardı. İhtimal peak current control olduğundan olabilir diye düşündüm, etkin bandwidth yüksek oluyor o şekilde.
Zannımca uygulamada iki akım feedback yerine sadece biri yetmeli.
47nF var diyot rectifier çıkışında, onsuz olmaz mı, zaten AC kısımda var kapasitor? Neden 47nF?
Bir de bu line filtre işini nasıl yaptınız? EMI standartlarına uygun mu yani bu seçimler?
PFC’yi işyerinde mi tasarlıyorsunuz yoksa merak ve mesleki gelişim amaçlı mı uğraşıyorsunuz?
İyi çalışmalar.
Merhaba,
Gerçek uygulamada akımın sıfır geçişlerinde bozulmalar olması beklenir. Simülasyonda olmamasının nedeni ideale yakın anahtarlama yapıldığındandır. Özellikle giriş geriliminin minimuma yaklaştığı anlarda frekans değeri çok artabilir, fakat gerçek kontrol entegreleri buna izin vermediğinden özellikle sıfır geçişlerinde problemler yaşanabilir.
Bobin akımının şekli, PFC’nin performansını belirlediğinden en önemli unsur PFC bobin akımınının ölçümüdür. Giriş gerilimine, akımı senkronlamanın bir çok metodu var. Bu yüzden sadece akım feedback’inin yeterli olduğunu söyleyemem.
Rectifier çıkışı ve line filtrelerin hepsinde bir kapasite mevcut, bu kapasitelerin değerleri şebekede bir faz kayıklığına neden olacaktır fakat filtreleme sisteminde olmazsa olmazlardandır. Bunun hesabı son verdiğim uygulama notları içerisinde bulunabilir. Özellikle peak akımların daha rahat alınabilmesi adına 47nF köprü diyot çıkışına konuldu. Fakat uygulamada bu kapasiteler değişebilir, simülasyonda tahmini yer ve değerler kullanılmıştır.
EMI standartları cihaz sınıflarına göre çeşitlilik arz ediyor, ilk bölümde değinmiştim. Bu filtrenin tasarımında dikkat ettiğim nokta P.F. oranının 0.9’dan büyük ve THD oranının %10’dan küçük olmasıdır. EMI conducted ve radiated noktasında sonucu ve performansı sadece line filtre değil, yarıiletken ve yerleşimlerin de etkilediğini unutmamalıyız.
PFC’nin yanında güç elektroniği içerisinde olan çoğu topoloji ve tasarımı kendi profesyonel alanım içerisinde aktif kullanıyorum. Mesleki gelişim açısından yöneldiğim alanlar daha çok IoT gibi yazılım geliştirme kısımları.
İyi günler dilerim.
Fırat on numara beş yıldız. Eline sağlık.
Efrahim Bey 47nF ile 1uF aslında paralel bağlı gibi çalışır. Bu kondansatör güç arttıkça artmalı azaldıkça azalmalıdır. Gereğinden fazla olursa P.F. azalır THD iyileşir, az olursa THD artar P.F. azalır.
Yönetici notu: Extra linklere izin verilmemektedir.
Bülent Bey, aslında aklımda olan 47nF ile sıfır geçişlerini bozabileceği idi, düşük yük durumlarında. O kapasiteyi boşaltacak yeterinde akım yoksa bobin üzerinde, sıfır geçişlerinde kapasite üzerindeki gerilim dolasıyla diyot doğrultucu çıkışındaki gerilim ve aynı zamanda feedback alınan gerilim bozulabilir diye düşünmüştüm. Yani doğrultulmuş sinüs yerine sıfır geçişleri düzleşmiş, filtrelenmiş sinüs görürüz, bu da zincirleme şekilde akım kontrolünü vs. her şeyin performansını azaltabilir.
Ama o kapasite düşük ve bir de yüke uygun seçilirse belki problem olmaz. Ama yüksüz veya çok az yük olan durumda işi bozabilir. Ama derseniz ki o durumda zaten sistem PFC gibi tam çalışmıyor, haklısınız derim.
Onu haricinde, 47nF differential EMI için etkisi zaten bariz. Aynı 1uF gibi. O zaman 47nF kaldırsak ne olacak? Zaten 1uF görev yapıyor veya 1uF yanına yani AC tarafa koysak olmaz mı?
Bir de şunu merak ettim; EMI standartları THD yerine frekans spektrumuna bakıyor. Askeri olanlar 10kHz’den başlıyor, ticari olanlar 150kHz, MHz ve GHz seviyesine kadar conducted ve radiated EMI seviyesini denetliyorlar. Yani bu frekanslarda akim mili/mikro amper seviyesi falan olmalı hatırladığım kadarıyla. Bu durumda AC taraftaki 1uF yeter mi differential EMI için? Common mode EMI ise biraz daha karışık gibi.
Şunu soruyorum: Heatsink topraklaması yapıyor musunuz? Heatsink, DC linkin negatif tarafına mi yoksa dünya toprağına mı bağlanıyor? Hangisi güvenli ve diğer standartları geçmede sıkıntı yaratmıyor?
İyi çalışmalar.
Efrahim Bey bu soruların kesin şudur diye yanıtı yoktur.
Şöyle ki, seçtiğiniz topoloji, hard/soft swithing yapıyor oluşunuz, kullanacağınız alan, sıcaklık, topraklama, PCB hatları vb. bir çok parametresi olan bir alan EMI. Örnek verelim; bilgisayar adaptörlerinin bazılarında toprak hattı dahi yoktur, bazılarında var. Bazı cihazlar tek bazıları üç faz. Hepsinin ayrı ayrı deneyip sonucuna varmak gerekir.
Bu konuda tek altın kural gürültüyü kaynağında yok etmektir. Gürültü yaratan elemanlarınız neler ise ki genellikle yarı iletkenler olur, öncelikle yerleşiminize dikkat etmeli sonrasında ise gürültüleri susturma yoluna gitmelisiniz. Özellikle conducted’da bir gürültü var ve siz bunu filtre ile bastırıyorsanız gürültü kaynağını yok etmiş olmazsınız. Dolayısı ile radiated EMI’da kalabilirsiniz.
Bu konuda yazılmış ve benim sevdiğim kaynak “Switching Power Supplies A to Z – Sanjaya Maniktala” şeklindedir.
Kendi uygulamalarımda toprağa bağlı ya da bağlanmayan soğutucular mevcut. Her iki koşulda da benzer güçlerde testleri geçebiliyor.
EMI için kesin a+b=c gibi kurallar olmadığından sorularınıza şudur demek mümkün değil maalesef.
Teşekkürler.
Bu ara biraz EMI ile meşgul oluyorum. Aklıma IGBT sürücülerdeki izole SMPS ve opto vs geldi. Avago’nun optolarını ve sürücü için izole Cui ve Recom 1-2w’lık kaynakları inceledim. Gördüğüm izolasyon kapasiteleri 10pF ve aşağısında. dv/dt ise 50V/ns gibi değerler. Şu anki Silikon IGBT’ler için yüksek biraz ama diyelim ki IGBT bu hızla anahtarlandı. Özelikle inverter yapısında üstteki IGBT’nin sürücüsündeki opto ve SMPS’in izolasyon kapasiteleri bu dv/dt’yi görecek. Bu durumda CM akım akacak. Yani optonun izolasyon kapasitesinden akan CM akım kontrol elektroniğine yayılacak, GND’yi oynatacak, durum çok kötüyse işlemci reset bile atabilir. Analog kısma yayılan ise ölçüm hassasiyetini bozacak.
Opto’ya yapacak bir şey yok. Ama diyelim ki SMPS’i kendimiz yaptık. Burada SMPS trafosu tasarımı önemli oluyor.
Bu konuda deneyiminiz ve bilginiz var mı?
İyi çalışmalar.
Merhaba Efrahim Bey,
Çok yüksek güçlerde high level sürme uygulamaları yapıyorum. İlk başlarda trafo kapasite değerlerinin kritik olabileceğini düşünerek ve hız kazanma açısından hazır çözümlere ki Murata da bunlara örnek gösterilebilir, kullandım. Bir uygulamamdan örnek verme gerekirse; 4 adet high side anahtarlama elemanı sürmek istediğimde, yüksek gerilim seviyelerinde (1000V civarı) küçük bir trafo ile (EE20) 1 giriş 4 çıkış 15V’tan 4x15V üretecek bir devre tasarlamış ve sorunsuz kullanmıştım. 4kVac izolasyon bu konuda yeterli olmuştu.
Bunun yanında PCB tasarımında ground hatlarını uygun olarak ayrılmasını sağlamak bu tür devreler için değil her devre için kritik. Bu anlamda benim tercihim yüksek gerilim ile çalışırken, zaten mikrodenetleyici ya da entegre beslemek için kullandığım SMPS kaynağından bir adet çıkışı da high side sürme için kullandığım trafo için ayırmaktır. Böylelikle çift izolasyonlu bir sistem elde edilir; ilki sekonder sargılar arasında, diğeri sekonder sargı ve high side eleman arasında. Böylelikle trafo kapasiteleri de seri bağlanacağından işlemci kısmında problemler yaşanma olasılığı azalır.
Ben daha çok anahtarlama elemanı süren elemanlar üzerine ve anahtarlama hızlarına odaklanıyorum.
İyi günler dilerim.
Merhaba,
Trafo tasarımını nasıl yaptınız? Primary ile secondary arasına tama yakın bir tur şeklinde ince bakır kağıt atmak öneriliyor, elektrostatik shielding için. O yapılmazsa giriş çıkış arasına Y kapasitör konulması gerekiyor. Bunlar CM EMI için. Bunları uyguladınız mı?
4kv AC izolasyonu nasıl tasarladınız, yani mesela sargılar arasına 2 tane veya N tane izolasyon kağıdı koyacağım gibi mi? Bakır tellerin izolasyonu neydi? Trafo üretilince, istenileni sağladığı nasıl test edildi?
Ayrıca trafo giriş-çıkış arası ve çıkışların kendi arasında kapasite ölçümü yaptınız mı? Bunlar dediğim gibi 10pF ve altında olmalı. Yani piyasada olan ürünler öyle. Yaptıysanız kapasitenin bu şekilde düşük olması için nasıl bir yol izlediniz?
Bir de bu trafo üretimi sürecini merak ettim. Türkiye’de üreticiler her isteneni standardına uygun yapabiliyor mu? Üretim sonu, speklere uygunluğunu test falan yapıyorlar mı, yoksa kara düzen, kaos şeklinde mi üretimler? Üretilecek trafoyu nasıl tarif etmeniz gerekiyor? Nüve marka/ model, tel kalınlığı ve izolasyon, sarim sayısı vs. gibi şeyler. Fiyatlar ne aralıkta? Veya Wurth, Coilcraft, Pulse gibi buyuk firmalarla mı çalıştınız?
İyi çalışmalar.
Efrahim Bey merhaba,
Sorduğunuz soruların cevaplarının hepsi yıllar içerisinde deneyimlediğim ve bizim “know-how” diye tabir ettiğimiz bilgi birikimidir. Siz de bilirsiniz ki bu bilgileri hap şeklinde size sunmam iş yaptığım/çalıştığım kurum ve kişileri zedelemenin yanında, yıllar içinde edindiğim ve zor elde edilen kazanımlara da bir saygısızlık olarak addederim. Dolayısı ile bunları kendiniz deneyimleyip ilgili “know-how”ı edinmeniz, araştırmanız veya ilgili konularda kendinize uzman bir danışman tutmanız gerekir. Bu işlerin sadece Türkiye’de değil Dünya’da olur yolu bu şekildedir.
Sizin mesajınız özelinde bu konuda, sitemde izlediğim tavrı anlatmak isterim:
“Know-How” konusunda soru sorulması dünyada firmalar ve kişiler arasında “ayıp” olarak addedilir. Uç örnek vermek gerekirsek AMD’nin Intel’e A işlemcisini nasıl yaptın diye sormasına benzer. Şirketler ve şahıslar keşfedilmiş bir deneyim ya da patent için ise eğer hızlı çözüm aranıyorsa satın alma yoluna giderler. Know-how konusuna saygı ve değer duyulmadan bunun talep edilmesi davranışı maalesef Türkiye’de çok yaygın. İlgili bilgiye sahip kişinin, bunu saklamasının da ayrıca kusur olarak görülmesi yine ülkemize has bir durum.
Çalışmalarınızda başarılar dilerim.
Açıkçası şaşırdım. İnsanlar IEEE TPEL’de, IA’de, IEL’de her türlü ticarileştirelebilecek, sizi onların yaşadigi Arge yükümlülüğünden kurtaracak bilgileri hemencecik veriyor, siz doğrudan Ürge’ye geçiyor, alıp uyguluyorsunuz. Eğer ortada know-how varsa onlarınkı know-how’dir. Bir flyback trafosu değil. Bu gülünç olurdu. Uluslararası piyasada herkes biliyor flyback trafosunu. App note olarak yüzlerce doküman var internette flyback trafosuyla ilgili. Ayrıca power electronics, magnetics kitapları var. Yani olay public domain içinde denilebilir.
Know-how arıyorsanız niche marketlere bakmak lazım, mesela hassas motor sürücüler, çok yüksek güçler (MW seviyeleri), o aldığınız 1W’lık supplylar, izolasyon IC’leri, sensorler (LEM vs). Bunlar know-how’dır. Herkesin yapamadığı know-how’dir.
Amacım bir bakıma check etme, insanlar nasıl yapıyor TR’de diye bakma. TR’de üretim, test Allah ne verdiyse oluyor çoğu kobide. Böyle bir kültür yok. Kara düzen şeklinde. Sardım oldu diyor adam. 4kVac izolasyonu test ettin mi de kullanıyorsun demek istedim. Durum sizde veya şirketinizde ne durumda diye anlamak istedim.
Efrahim Bey merhaba,
Uzun süredir söylediğiniz yapıya karşıyım, özellikle Türkiye gibi doğru ARGE çalışmasını yapması gereken bir ülkeyseniz. Kara düzene, ben yaptım olduya karşı tutumumdan dolayı bu site var zaten.
Yalnız bir şirket içerisindeki işlerin nasıl yürütüldüğü de gizliliği kapsar; bir önceki mesajınızda neler sormuşsunuz bir bakın lütfen: trafo fiyatından, üreticisine, test yöntemlerinden, devrelerde EMI problemlerini nasıl aştığımıza. Bunlar şirketlerin yıllar içerisinde edindiği kültür, bağlar ve birikim ile elde edilecek sonuçlar. Know-how değil demişsiniz fakat trafoda izolasyonu nasıl aştığım konusunda A trafocusuyla yapmış olduğum 1 yıllık gelişme sürecini burada hiç kimseye buyurun, budur diyemem. X trafocusuna, ben Y şeklinde spekt gönderince beni anlıyor da diyemem. Bu süre içerisinde edinilen bilgi ve tecrübeyi size hap gibi sunamam.
Örnek verelim; Apple çalışan bir güç elektroniği mühendisine, siz şu adaptördeki trafoyu neye göre tasarladınız, trafocunuza ne dediniz, kaça aldınız, sargılar arasındaki kapasiteyi ölçtünüz mü diye soramazsınız, sorsanız da cevap gizlilik bağlamında gelmez. Aynısı bizler içinde geçerli olduğunda, toplumumuzun yargısı bizim bilgi ve birikimimizin değersiz olduğu yönde. Buna da oldukça karşıyım.
İlgili kontrol işlemlerini, istediğiniz ürünü ürettirmek istediğinizde, işletmeyi denetleyerek yapabilirsiniz. Bu da ayrı bir yöntemdir.
Mesajlaşmalar PFC konusundan uzaklaştığı için site yöneticisi olarak tartışmaya burada son veriyorum.
Merhaba Fırat Bey,
Yaptığınız çalışmaları ve tecrübelerinizi bizimle paylaşıp yol gösterdiğiniz için teşekkür ederim. Bu çalışmaları mühendislik standartları içerisinde, kitabına uygun yapıp, simülasyonlarla ispatlamanız ayrıca takdir edilecek bir durumdur. Maalesef ülkemizde mühendisliği sadece deneme yanılma yoluyla yapıp bilgiye ve emeğe saygı vermeyen her şeyin açık ve net olduğu simülasyonu bile farklı yorumlayanlar var bunlara rağmen yaptığınız paylaşımlar için teşekkürler.
İyi çalışmalar.
Merhaba Onur Bey,
İlginiz için öncelikle teşekkür ederim.
İnsanların tutumları kendilerine hastır ve biz buna karışamayız sadece site özüne yararlı bulmadığım ya da yanlış olarak gördüğüm konularda uyarmak ile yükümlüyüm ki sitenin diğer bloglardan bir farkı olabilsin.
İyi günler dilerim.
1uF+47nf kondansatör üzerinde doğrultulmuş 220v tarafından indüklenen yükün (Q), 200uF kondansatöre transferi bize şebeke üzerinden rezistif bir yük sürermiş gibi akım çekmemizi sağlar. Bu yük transferi sürekli olduğu için P.F. artar. Eğer bu kapasite düşerse üzerindeki ripple artar. Eğer kapasite artarsa indüklenen yük tam transfer edilemez, P.F. düşer.
200uF üzerinde oluşturulan gerilim DC 310 volttan büyük olmalıdır. Genelde 380-400Vdc seçilir. Size tavsiyem bir P.F. controller entegresi bulun ve devrenizi 220Vac’ye değil 22Vac’ye üzerine kurun. Yani gerilimi 10’a bölün. Bu şekilde rahat çalışılır, her şeyi skop. ile gözleyebilirsiniz. Ben böyle yapmıştım. UC38xx ile dahi P.F. düzeltmesi yapılabiliyor.
Merhaba Fırat Bey;
Paylaşımlarınız ve vermiş yararlı olduğunuz bilgiler için teşekkür ederim. PFC Simülasyon ile ilgili linkten indirdiğim dosyayı çalıştıramadım. İçerik hatası veriyor. Konuyla ilgili yardımcı olabilir misiniz ?
Merhaba Hakan Bey,
PSIM’in en son versiyonunda sorunsuz çalışıyor. Eğer eski sürüm kullanıyorsanız 9.xx gibi çalışmaması normaldir.
Merhaba,
Boost converter devresinde gerilimin sürekli sabit kalması beklenir; fakat benim tasarladığım converterde gerilim ilk 1.0 sn sabit kaldıktan sonra hızlı bir şekilde düşüşe geçiyor ve girişteki dc değeri alıyor.Çıkıştaki gerilimi sürekli sabit tutmak için ne yapmalıyım? Bilgi verirseniz sevinirim.
İyi Çalışmalar..
Merhaba Gül Hanım,
Bunu simülasyonda mı yapıyorsunuz gerçek uygulama üzerinde mi?
Matlabta simulasyon üzerinde yapıyorum. Giriş voltajı 120 volt çıkış 600 volt fakat 1 sn sonrasında çıkış tekrar 120 volta düşüyor. Devrenin zaman sabiti anahtarlama periyodundan büyük ama yinede voltaj 1 sn den sonra düşüşe geçiyor.
Merhaba Gül Hanım,
İlgili tasarımda PWM’in duty bölümünü gözlemler misiniz. %80 civarında steady-state durumunda dutu görmeniz gerekiyor. Bunun yanında çıkış gücü ve seçtiğiniz bobin ve kapasite değerleri de oldukça önemli. Bunlar nedir?
Simulasyonda duty bölümünün nasıl gözlemlendiğine dair fikrim yok. Konverter
7 kW lık bir sisteme bağlı.L=0.1 H, C=1600 microfarad, Ryük=82.5 ohm Anahtarlama periyodu=2e-5 olup anahtarlama elemanı olarak mosfet kullandım.
Gül hanım duty cycle oranını göremezseniz yaptığınız kontrolün doğru çalışıp çalışmadığını anlamanız mümkün olmayacaktır. 20us periyotlu dinyalin en azından 16uS mosfet switch-on daha sonrasındaki 4us’lik bölümde ise switch-off durumunda olması halinde çıkıştaki gerilim sabit olacaktır. Matlab programını kullanmayalı çok uzun süre oldu, bu yüzden yapmanız gereken mutlaka mosfeti açma ve kapama sürelerini görmeniz olacaktır.
Bilgileriniz için teşekkür ederim. Converter devresinde gerilim sürekli sabit oluyor şimdi; fakat ac tarafa yük bağladığımda yine converter gerilimi 1 sn de sabit oluyor daha sonra yine azalmaya başlıyor.Sorunun sebebi yükten kaynaklanıyo sanırım.
Gül hanım devre şemanızı paylaşırsanız daha fazla yardımcı olma şansımız doğacaktır.