Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi

Yıl 2022, , 1793 - 1808, 28.02.2022
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.931294

Öz

Bu çalışmada, matematiksel analizi gerçekleyen deneysel düzenekle birlikte bir izolesiz Zeta dönüştürücü sunulmaktadır. İlk olarak, tepe akım-mod kontrollü dönüştürücünün küçük işaret analizi gerçekleştirildi. Bunun için sürekli akım modunda PWM-anahtar modeli kullanıldı ve çıkış kondansatörünün eşdeğer seri direncini içeren çıkış gerilimi transfer fonksiyonu elde edildi. Kutuplar ve sıfırlar sembolik formda verildi ve sayısal bir örnek ile doğruluğu ispatlandı. Tepe akım-mod PWM-anahtar modelinin kullanılmasıyla elde edilen transfer fonksiyonunun paydası 5. mertebeden bir polinom olduğu için, kutuplar ve kalite faktörlerine ait çözümlerin takriben bulunması için yaklaşık kök analiz metodu kullanıldı. Önerilen Zeta dönüştürücünün Bode diyagramları için PSIM ortamında benzetim gerçekleştirildi ve benzetim sonuçları sembolik olarak elde edilen transfer fonksiyonun Bode diyagramları ile karşılaştırıldı. Daha sonra deneysel prototip oluşturuldu ve deney düzeneği hazırlandı. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar neticesinde sonuçların, anahtarlama frekansının yarı seviyesine kadar matematiksel sonuçlar ile uyum içerisinde oldukları gösterildi.

Kaynakça

  • Jozwik J.J., Kazimierczuk M.K., Dual sepic pwm switching-mode dc/dc power converter, IEEE Trans. Ind. Electron., 36 (1), 64–70, 1989.
  • Andrade A.M.S., Dreher J.R., Martins M.L.d.S., High step-up integrated dc-dc converters: Methodology of synthesis and analysis, IEEE 2013 Brazilian Power Electronics Conference, Gramado-Brazil, 50–57, 27-31 Ekim, 2013.
  • Falin J., Designing dc/dc converters based on zeta topology, Analog Applications, 2Q, 16–21, 2010.
  • Siddharthan N., Balasubramanian B., Performance evaluation of sepic, luo and zeta converter, International Journal of Power Electronics and Drive Systems, 10 (1), 374-380, 2019.
  • Trejos A., Ramos-Paja C.A., Serna S., Compensation of dc-link voltage oscillations in grid-connected pv systems based on high order dc/dc converters, 2012 IEEE International Symposium on Alternative Energies and Energy Quality (SIFAE), Barranquilla-Colombia, 1–6, 25-26 Ekim, 2012.
  • Fitriyah F., Efendi M.Z., Murdianto F.D., Modeling and simulation of mppt zeta converter using human psychology optimization algorithm under partial shading condition, IEEE 2020 International Electronics Symposium (IES), Surabaya-Indonesia, 14–20, 29-30 Eylül, 2020.
  • Dhote V., Modak G.P., Analysis and study of zeta converter fed by solar photovoltaic array, IEEE 2017 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT), Vellore-India, 1–6, 21-22 Nisan, 2017.
  • Priyadarshi N., Yadav K., Kumar V., Vardia M., An experimental study on zeta buck–boost converter for application in pv system, Handbook of Distributed Generation, Springer, Switzerland, 393–406, 2017.
  • de Britto J.R., Junior A.E.D., de Freitas L.C., Farias V.J., Coelho E.A., Vieira J.B., Zeta dc/dc converter used as led lamp drive, IEEE 2007 European Conference on Power Electronics and Applications, Aalborg-Denmark, 1–7, 2-5 Eylül, 2007.
  • Sharma S.S., Sharma S.K., Saxena R., Modeling, design and control of zeta converter for dimmable led lights, 2020 IEEE International Conference on Computing, Power and Communication Technologies (GUCON), Greater Noida-India, 563–567, 2-4 Ekim, 2020.
  • Keerthana R., Chintu N.J., Performance analysis of zeta converter in wind power application, Asian Journal of Applied Science and Technology, 1 (3), 199–203, 2017.
  • Khatab A.M., Marei M.I., Elhelw H.M., An electric vehicle battery charger based on zeta converter fed from a pv array, 2018 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2018 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC/I&CPS Europe), Palermo-Italy, 1–5, 12-15 Haziran, 2018.
  • Chauhan Y.K., et al., Pv water pumping using integrated quadratic boost zeta converter, IEEE 2018 International Conference on Power Energy, Environment and Intelligent Control (PEEIC), Greater Noida-India, 120–125, 13-14 Nisan, 2018.
  • Khaleghi H., Varjani A.Y., Mohamadian M., A new bidirectional zeta dc/dc converter, The 5th Annual International Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC 2014), Tehran-Iran, 131–136, 5-6 Şubat, 2014.
  • Banaei M.R., Bonab H.A.F., A high efficiency nonisolated buck–boost converter based on Zeta converter, IEEE Trans. Ind. Electron., 67 (3), 1991–1998, 2019.
  • Markkassery S., Saradagi A., Mahindrakar A.D., Lakshminarasamma N., Pasumarthy R., Modeling, design and control of non-isolated single-input multi-output zeta–buck–boost converter, IEEE Trans. Ind. Appl., 56 (4), 3904–3918, 2020.
  • Han B., Jo S.W., Kim N.G., Lai J.S., Kim M., Bridgeless hybridmode zeta-based inverter: Dynamic modeling and control, IEEE Trans. Power Electron., 36 (6), 7233–7249, 2020.
  • Redl R., Sokal N.O., Current-mode control, five different types, used with the three basic classes of power converters: small-signal ac and large-signal dc characterization, stability requirements, and implementation of practical circuits, 1985 IEEE Power Electronics Specialists Conference, Toulouse-France, 771–785, 24-28 Haziran, 1985.
  • Vuthchhay E., Bunlaksananusorn C., Hirata H., Dynamic modeling and control of a zeta converter, IEEE 2008 International Symposium on Communications and Information Technologies, Vientiane-Laos, 498–503, 21-23 Ekim, 2008.
  • Garg M.M., Hote Y.V., Pathak M.K., Pi controller design of a dc-dc zeta converter for specific phase margin and cross-over frequency, IEEE 2015 10th Asian Control Conference (ASCC), Kota Kinabalu-Malaysia, 1–6, 31 Mayıs-3 Haziran, 2015.
  • Hagh E.D., Babaei E., Mohammadian L., A new modeling method and controller design for a dc-dc zeta converter, Electrical Engineering Research, 3 (1), 8–17, 2015.
  • Elaydi H.A., AlSbakhi M.A., Hybrid FLC/BFO controller for output voltage regulation of zeta converter, Journal of Engineering Research and Technology, 4 (2), 48–60, 2017.
  • Bayat F., Karimi M., Taheri A., Robust output regulation of zeta converter with load/input variations: Lmi approach, Control Eng. Pract., 84, 102–111, 2019.
  • Goudarzian A., Khosravi A., Abjadi N.R., Input–output current regulation of zeta converter using an optimized dual-loop current controller, Electrical Engineering, 102 (1), 279–291, 2020.
  • Vorpérian V., Analysis of current-mode controlled pwm converters using the model of the current-controlled pwm switch, IEEE 1990 Power Conversion and Intelligent Motion Conference, Philadelphia-Pennsylvania, 183–195, 21-26 Ekim, 1990.
  • Vorpérian V., Fast analytical techniques for electrical and electronic circuits, Cambridge, UK: Academic Press, 2002.
  • Voperian V., Simplified analysis of pwm converters using model of pwm switch, part i: Continuous conduction mode, IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 26 (3), 490–496, 1990.
  • Cengelci E., Software makes transfer functions more manageable, Power Electronics Technology Magazine, 34 (6), 14–21, 2008.
  • Erickson R.W., Maksimovic D., Fundamentals of power electronics, Kluwer Academic Publishers, Norwell, USA, 2004.
  • Ridley R.B., A new small-signal model for current-mode control, Ph.D. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, USA, 1990.
  • Texas Instruments Inc. PMP9581_REVC 40W synchronous ZETA converter with two inductors reference design. http://www.ti.com/tool/PMP9581_REVC, Yayın tarihi 8 Nisan, 2015, Erişim tarihi 11 Nisan, 2021.
Toplam 31 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Abdurrahman Yılmaz 0000-0001-8946-6664

Muhammed Garip 0000-0001-6315-8540

Yayımlanma Tarihi 28 Şubat 2022
Gönderilme Tarihi 2 Mayıs 2021
Kabul Tarihi 6 Kasım 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2022

Kaynak Göster

APA Yılmaz, A., & Garip, M. (2022). Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(4), 1793-1808. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.931294
AMA Yılmaz A, Garip M. Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi. GUMMFD. Şubat 2022;37(4):1793-1808. doi:10.17341/gazimmfd.931294
Chicago Yılmaz, Abdurrahman, ve Muhammed Garip. “Tepe akım Modu Kontrollü Izolesiz Zeta dönüştürücünün küçük işaret Analizi, Benzetimi Ve Deneysel Olarak gerçeklemesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, sy. 4 (Şubat 2022): 1793-1808. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.931294.
EndNote Yılmaz A, Garip M (01 Şubat 2022) Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37 4 1793–1808.
IEEE A. Yılmaz ve M. Garip, “Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi”, GUMMFD, c. 37, sy. 4, ss. 1793–1808, 2022, doi: 10.17341/gazimmfd.931294.
ISNAD Yılmaz, Abdurrahman - Garip, Muhammed. “Tepe akım Modu Kontrollü Izolesiz Zeta dönüştürücünün küçük işaret Analizi, Benzetimi Ve Deneysel Olarak gerçeklemesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/4 (Şubat 2022), 1793-1808. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.931294.
JAMA Yılmaz A, Garip M. Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi. GUMMFD. 2022;37:1793–1808.
MLA Yılmaz, Abdurrahman ve Muhammed Garip. “Tepe akım Modu Kontrollü Izolesiz Zeta dönüştürücünün küçük işaret Analizi, Benzetimi Ve Deneysel Olarak gerçeklemesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 37, sy. 4, 2022, ss. 1793-08, doi:10.17341/gazimmfd.931294.
Vancouver Yılmaz A, Garip M. Tepe akım modu kontrollü izolesiz zeta dönüştürücünün küçük işaret analizi, benzetimi ve deneysel olarak gerçeklemesi. GUMMFD. 2022;37(4):1793-808.