600W DC-DC Converter Design Using Flyback, Half Bridge, Full Bridge LLC Topologies and Comparison of Simulation Results

Abstract

This paper presents design and simulation of typical DC-DC converter topologies such as Flyback, half bridge, full bridge LLC, using the PLECS simulation tool. Requirements are chosen to be 600 W power rating and 250 kHz switching frequency with high efficiency and reduced built size. MOSFET is used as the switching element. According to the simulation results, optimum design with the lowest fluctuations in output voltage and current are achieved using the full bridge LLC converter topology. Thanks to the resonant coil and resonant capacitor in its structure, reduced switching losses have been observed in this converter design, which provides soft switching and high switching frequency.

Keywords

• DC-DC converter
• Switching
• Half bridge
• FlyBack
• Full bridge LLC

References

1. Çetin, S. (2017). Veri merkezi uygulamaları için yüksek verimli bir llc rezonanslı dc-dc dönüştürücü tasarımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 5(1), 45-54.
2. İşbilir, H. (2005). Yüksek güçlü yumuşak anahtarlamalı tam köprü bir anahtarlamalı güç kaynağı uygulaması [Yüksek Lisans Tezi]. Yıldız Teknik Üniversitesi.
3. Kubilay, M., & Aydemir, M. T. (2020) LLC rezonanslı da-da dönüştürücü tasarımında kullanılabilecek bir grafiksel arayüzün geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8(3), 632-643.
4. Mohan, N., Undeland, T. M., Robbins, W. P. (1995). Power electronics converters, applications, and design. John Wiley & Sons Inc.
5. Polat, A. H. (2015). Sıfır gerilimde anahtarlamalı, faz kaydırmalı rezonant pwm kontrollü, tam köprü dc-dc dönüştürücü tasarımı ve uygulaması. (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi.
6. Rashid, M. H. (2001). Power electronics handbook, Academic Press.
7. Saydı, A. S. (2017). DA-DA dönüştürücülerde kullanılan yumuşak anahtarlama tekniklerinin incelenmesi ve simülasyonu. (Yüksek Lisans Tezi). Kocaeli Üniversitesi.
8. Seminar Notes, 2. T. (2018). Survey of resonant converter topologies. texas instruments incorporated. https://www.ti.com/seclit/ml/slup376/slup376.pdf

9. Yılmaz, Ü. (2020). Investigation of high efficient dc-dc converters for on-board battery charging system in electric vehicles. (Doktora Tezi). Çukurova Üniversitesi.