GÜÇ KATSAYISI DÜZELTİM DEVRELERİNDE ORTALAMA AKIM KONTROL TEKNİĞİ VE SAYISAL SİNYAL İŞLEMCİSİ KULLANARAK YENİ BİR YÖNTEMİN UYGULANMASI

Öz

Bu çalışmada, giriş akım harmoniklerini yok etmek amacıyla köprüsüz güç katsayısı düzeltim devresine yeni bir kontrol tekniği yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu yaklaşıma göre klasik yöntemlerde olduğu gibi giriş gerilimi doğrudan referans olarak kullanılmamaktadır. Bunun nedeni ise şebeke geriliminin her zaman sinüs dalgalı bir sinyal olmamasıdır. Bu yöntemde, şebeke geriliminin pozitif ve negatif durumlarına göre örnekleme devresi oluşturulmuştur. Böylece şebeke ile aynı faz ve frekansta sinüs dalga üretilerek referans giriş gerilimi elde edilmiş olunmaktadır. Sinüs referans gerilimi ile istenilen güç katsayısı düzeltimi gerçekleştirilmektedir. Böylece bozuk şebeke geriliminin etkisiyle meydana gelen akım harmoniklerinin sisteme yansıması önlenmektedir. Alınan örnekleme sinyalleri denetim biriminden geçirilerek sinüzoidal PWM sinyali üretilmektedir. Bu sinyaller devrede bulunan anahtarların geçitlerine iletilerek sistemin denetimi ve çalışması sağlanmaktadır. Sistem, IEC 61000-3-2 akım harmonikleri standart koşullarını başarıyla sağlamaktadır. Tasarımı, denetimi ve anahtarlama teknikleri MATLAB/Simulink ortamında Simulink blokları kullanılarak yapılmıştır. Önerilen teknik ve teorik çalışmaları laboratuar çalışmalarından elde edilen sonuçlar ile desteklenmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Güç katsayısı, Köprüsüz dönüştürücü, Sayısal sinyal işlemcisi, Ortalama akım kontrolü

Kaynakça

1. Bhattacharya, S., Po-Tai Cheng, Divan, D.M., “Hybrid Solutions for Improving Passive Filter Performance In High Power Applications”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 33, Issue 3, 732 – 747, May-June 1997.
2. Alexa, D., “Combined Filtering System Consisting of Passive Filter with Capacitors In Parallel with Diodes and Low-Power Inverter”, IEE Proceedings Electric Power Applications, Volume 146, Issue 1, 88 – 94, Jan. 1999.
3. Chen, Z., Blaabjerg, F., Pedersen, J.K., “A study of parallel operations of active and passive filters”, Power Electronics Specialists Conference IEEE 33rd Annual, Volume 2, 1021 – 1026, 23-27 June 2002.
4. Rivas, D., Moran, L., Dixon, J.W., Espinoza, J.R., “Improving Passive Filter Compensation Performance with Active Techniques”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 50, Issue 1, 161 – 170, Feb. 2003.
5. De Melo Bento, A.A., da Silva, E.R.C., “Hybrid One-Cycle Controller for Boost PFC Rectifier”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 45, Issue 1, 268 – 277, Jan.-Feb. 2009.
6. Salmon, J.C., “Circuit Topologies for Single-Phase Voltage-Doubler Boost Rectifiers”, IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 8, Issue 4, 521 – 529, Oct. 1993.
7. R. Redl, L. Balogh, and N. O. Sokal, “A new family of single-stage isolated power-factor correctors with fast regulation of the output voltage”, IEEE Power Elect. in Proc. PESC’94, 1137–1144, 1994
8. Y. Jiang and F. C. Lee, “Single-stage single-phase parallel power factor correction scheme”, IEEE Power Elect. in Proc. PESC, 1145–1151, 1994.

9. A. H. Mitwalli, S. B. Leeb, G. C. Verghese, and V. J. Thottuvelil, “An adaptive digital controller for a unity power factor converter”, IEEE Trans. Power Electron., volume 11, 374–382, Mar. 1996.
10. J.-H. Kim, D.-Y. Yung, S. H. Park, C. Y. Won, Y.-C. Jung and S.-W. Lee, “High efficiency soft-switching boost converter using a single switch”, J. Power Electron., Volume 9, No 6, 929–939, 2009.
11. Jang, Y., Jovanovic, M.M., Dillman, D.L., “Soft-Switched PFC Boost Rectifier with Integrated ZVS Two-Switch Forward Converter”, IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 21, Issue 6, 1600 – 1606, Nov. 2006.
12. Huber, L.; Yungtaek J., Jovanovic, M.M., “Performance Evaluation of Bridgeless PFC Boost Rectifiers”, IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 23, Issue 3, 1381 – 1390, May 2008.
13. Gusseme, K. D., Van de Sype, M., Van den Bossche, A.P.M., Melkebeek, J.A., “Input-Current Distortion of CCM Boost PFC Converters Operated in DCM”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 54, Issue 2, 858 – 865, April 2007.
14. Spiazzi, C., Mattavelli, P., Rossetto, L., “Power Factor Pre-regulators with Improved Dynamic Response”, IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 12, Issue 2, 343 – 349, March 1997.
15. Electromagnetic Compatibility, “Limits for Harmonic Current Emissions (Equipment Input Current ≤16A Per Phase)”, EN 61000-3-2 current harmonic standard, Part 3, Section 2.
16. H. M. Kojabadi, B. Yu, I. A. Gadoura, L. Chang, and M. Ghribi, “A novel DSP-based current-controlled PWM strategy for single phase grid connected inverters”, IEEE Trans. Power Electron., Volume 21, No. 4, 985–993, Jul. 2006.
17. L. Dixon, “Average current mode control of switching power supplies,” in Proc. Unitrode Power Supply Design Sem., 1990.
18. A. Karaarslan, I. Iskender, “The Comparison of Average and Hysteresis Current Mode Control Technique of Single-Phase Boost Power Factor Correction Converter”, 6th International Conference on Technical and Physical Problems of Power Engineering, Volume 1, 470-475, 2010.
19. S. S. Hsu, A. Brown, L. Rensink, and R. D. Middlebrook, “Modeling and analysis of switching dc-to-dc converters in constant-frequency current programmed mode”, in Proc. IEEE PESC’79 Conf., 284–301, 1979.
20. Klein, J., Nalbant, M. K., “Power Factor Correction - Incentives, Standards and Techniques”, PCIM Conf. Proc., 26-31. May 1990.
21. A. Karaarslan, I. Iskender, “Pure Sinusoidal Input Voltage Based Bridgeless PFC Converter Using TMS320F2812 Digital Signal Processor”, 6th International Conference on Electrical and Electronics Engineering Conf., Volume 1, 234-238, November 2009.