Güç elektroniği söz konusu olduğunda, her ne kadar daha çok yeni çıkan yarı iletken elemanlar (SiC ve GaN) üzerine konuşmuş olsak da son 30 yıldır güç elektroniği sektörünün özellikle yüksek güçlerde baskın tek bir elemanı vardır: IGBT! Yüksek gerilimler ve akımlar söz konusu olduğunda, her ne kadar eksiği bulunsa da IGBT’ler hâlâ fiyat/performans konusunda öne çıkan yarıiletken anahtar olurlar. IGBT’nin sahip olduğu bir takım elektronik dezavantajlarını gidermek için ise günümüzde en çok tercih edilen yöntemlerden bir tanesi multilevel ya da Türkçesi ile çok seviyeli dönüştürücülerdir. (Devamını Oku)

Güç elektroniği yeni yapı malzemeleriyle birlikte tasarımcıya bir çok alanda çözümler ve fırsatlar sunarken; eskiden beri süregelen bir çok problem de yine tasarımcıların peşini bırakmamaktadır. Fizik ve evrenimiz değişmedikçe peşimizden ayrılmayacak bu problemlerin başında; bir güç elektroniği tasarımcısının cevaplamak zorunda olduğu, yarı iletken yapılardan modüller mi yoksa discrete yani ayrık yapılar mı kullanmak daha efektiftir sorusu yer alır. Tasarımcı bu soruya yanıt verirken, bir çok alanda avantaj ve dezavantaj arasından seçimini doğru ve optimum yapmak zorundadır. (Devamını Oku)

Piyasayı yavaş yavaş domine eden SiC gibi yarıilerkenlerin getirdiği avantajlardan dolayı yüksek verimli ve yüksek güçlü solar inverter sistemlerine ihtiyaç ve talepler, küresel ısınmanın da etkisiyle günden güne artmaktadır. Artan talep, rekabetçi firmaları sahaya sokarak fiyat anlamında kıyasıya bir mücadele verilmesine yol açmaktadır. Bunun neticesinde saha kurulumundan, evirici tasarımına bir çok nokta ince elenip, sık dokunmaktadır. Bu rekabetin çok sıkı yaşandığı güneş enerji tarlaları, panel verimsizliklerinden dolayı, çok büyük alanlar işgal etmekte ve bunun sonucunda panel/şebeke kablolaması ve trafosu, saha kurulumlarında ciddi maliyet kalemlerinden biri haline gelmektedir. Bu sorunu aşmak için ise evirici ve panel üreticileri beraber çalışarak gerilim seviyelerini yukarılara çekip avantaj kazanmaya çalışmaktadırlar. (Devamını Oku)

2014-2015 döneminde, SiC FET’ler ve diyotlar ilk kez proje hayatıma dokunmaya başladığında, ürünleri elde edip bir şekilde denemiş ve geleceğin güç elektroniği teknolojisinin buralara yöneleceğini öngörmüştüm. Bu yüzden burada ve burada yazdığım iki yazımda da SiC ve GaN’ın bize neler sağlayabileceğinden bahsettim. Her ne kadar yüksek güçler ve akımlar bazında IGBT’ler fiyat performans özelinde FET’leri geride bıraksa da SiC ve GaN’ın, gelişimleri ve üreticilerinin daha da desteklemeleriyle birlikte, yüksek güç gruplarında da kullanılmaya başladığını yakın zamanlarda göreceğiz. (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 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)

Elektronik yükü ele aldığımız ilk üç bölümde (ilk bölüm – ikinci bölüm – üçüncü bölüm) klasik yöntemler, bunun ışığında yarı iletken kullanımı, tasarım ve cihazı ortaya konarken geçen aşamaları sıraladık. Tasarladığımız elektronik yükün en önemli özelliği bilgisayar tarafından kontrol edilebilmesi ve çeşitli testlerin hızlı bir şekilde bir program ile kolayca yönetilebilmesidir. Bu hem yük testlerini hızlı bir şekilde yapmaya olanak sağlar, hem de sunum, rapor ya da kullanıcı kılavuzları için grafiklerin yerleştirilebilmesine olanak sağlar. (Devamını Oku)

Elektronik yükün çalışma mantığını ele aldığımız ilk iki bölümden (ilk bölüm – ikinci bölüm) ve uzun bir aradan sonra, sıkı bir çalışmanın ardından DC Elektronik Yük projemi bitirmiş bulunmaktayım. Proje gelişim sürecinde bir çok fikir ortaya çıksa da, yıllar içinde farklı güç değerliklerinde tasarlamış olduğum güç kaynakları ve onlara yaptığım yükleme testleri ile birlikte ihtiyacım olan akım ve gerilim aralığı ile test türlerini belirlemiş oldum. Bilgisayar programı ile birlikte bir çok kaynağın testine olanak sağlayan elektronik yük, hedefimiz olan basit yapı ile de geliştirmeye oldukça açık hale geldi. (Devamını Oku)

Güç elektroniği, son yıllarda elektrikli araçlar, yenilenebilir enerjiler ve bunun gibi bir çok sektör ile birlikte araştırma alanı oldukça genişleyen alanlardan bir tanesi. Bu alandan bahsedildiğinde ise akla ilk önce anahtarlamalı güç kaynakları gelmektedir. İster on/off süresi(duty) ister frekans kontrollü olsun günümüzde güç elektroniğinin dayanak noktasını yarı iletkenler oluşturur. Yarı iletkenlerin popülerleştiği ilk günlerden bugüne kadar öncelikle Germanyum (Ge) sonrasında ise Silikon (Si), yarı iletken elektroniğinin temel bileşenleri olmuşlardır.

Gelişen teknoloji ile birlikte artan enerji ihtiyacı, silikon yarı iletkenlerde, özellikle de Mosfet ve IGBT tarafında güç elektroniğinde yeni gelişmelerin gereksinimini artırmıştır. (Devamını Oku)

Güç elektroniğinin günümüzde geldiği nokta gerçekten inanılmazdır. Bu gelişmenin altında oldukça fazla araştırma alanına sahip olan yarı iletken güç elemanlarının gelişiminin yanı sıra; bunu kontrol edecek çevresel etmenlerin de artması gösterilebilir. Analog çözümlerden dijital çözüme giden yolda; mikroişlemciler, mikrodenetleyiciler sonrasında DSP işlemlerinin maksimum seviyesine ulaştığı FPGA gibi ortamlar, günümüzde güç elektroniğinin kontrol kalbini oluştururlar. Hangi dijital kontrol metodu olursa olsun, tüm güç çevrimlerini yapabilmemiz için iki birim, ADC ve PWM, dijital güç elektroniği uygulamalarında olmazsa olmaz yapılar haline gelmiştir. (Devamını Oku)