DSP ile Kontrol Edilen Üç Seviyeli Interleaved NPC Dönüştürücüsünün Tasarım ve Uygulaması

Yıl 2018, Cilt: 30 Sayı: 3, 43 - 49, 20.09.2018

Cem Köseoğlu Fevzi Zengin İbrahim Sefa

Öz

Geleneksel olarak yüksek güçlü güç çeviricilerinin
tasarım ve üretimi ancak yarı iletken güç anahtarlarının yeterli sayıda paralel
bağlanmaları ile mümkün olabilmiştir. Alışılagelmiş bu metot ile güç
anahtarları birbirine doğrudan paralel bağlanarak çalıştırılmaktadır. Bu teknik
ile anahtarların eşzamanlı sürülmesi ve akım paylaşımlarının eşit bir şekilde
gerçekleştirilmesinde uygulamada zorluklar bulunmaktadır. Yapılan çalışma ile
ideal olmayan anahtar davranışlarının etkilerini azaltmak ve güvenililiklerini
artırmak amacıyla interleaved çevirici yapısı önerilmektedir. Burada, yüksek
güçlü tasarımlar için uygun olan üç seviyeli bir diyot kenetlemeli çevirici,
DSP ile üretilen faz kaydırılmış DGM anahtarlama tekniği ile kontrol
edilmektedir. Anahtarların doğrudan paralel bağlanarak güç artırımı yapılması
yerine çevirici kollarının paralel bağlanarak güç artırımının sağlanması amaçlanmıştır.
Öngörülen anahtarlama yaklaşımı, benzetim ortamında modellendikten sonra 30kVA
gücündeki bir prototip eviriciye uygulanmış ve doğrulama testleri
gerçekleştirilmiştir. Kollar arasındaki yük paylaşımı çeviricinin kararlı hal,
kısa devre durumu ve doğrusal olmayan yüklere ilişkin geçici hallerinin
incelenmesi yapılmış ve sonuçları rapor edilmiştir. Üç fazlı ve üç seviyeli
interleaved bir çeviricinin son nesil DSP ile kontrol edilebildiği ve
interleaved anahtarmala tekniğinin yüksek güçlü çeviricilerin üretilebilmesine
olanak sağladığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Interleaved Güç Dönüştürücüleri, Interleaved Evirici, Faz Kaydırmalı DGM, Çok Seviyeli Güç Dönüştürücüleri, NPC Dönüştürücü

Kaynakça

• 1. İbrahim Sefa; Şaban Özdemir, “Experimental study of interleaved MPPT converter for PV systems” IECON 2009, 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics’ Portugal. 2. Thiemo Kleeb, “Samuel Araújo, Peter Zacharias’ ”Size and performance optimization of filter inductors for highly efficient and compact power conversion circuits”, 2013 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), Lille, France. 3. Eddy Aeloiza, Yu Du “Multilevel Multichannel Interleaved AC-DC Converter for High Current Applications”, 14-18 September 2014’ IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) Pittsburgh, USA. 4. Subhadeep Bhattacharya; Diego Mascarella; Géza Joós; Jean-Marc Cyr; Jianhong Xu “A Dual Three-Level T-NPC Inverter for High-Power Traction Applications”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2016, Volume: 4, Issue: 2