ELK 506E - Anahtarlamalı Güç Kaynaklarının Analiz ve Tasarımı

Dersin Amaçları

Anahtarlamalı güç kaynakları bir yarı iletken anahtarın yüksek frekanslarda açma-kapama yapması ile istenilen güç çevrimini gerçekleştiren güç elektroniği devreleridir. Yapılarında düşük kayıplı devre elemanlarını (kapasite, endüktans, transformatör ve yarı iletken anahtar) içermeleri sonucu yüksek verime sahip olmaları, hafif ağırlıkları ve küçük boyutları dolayısıyla günümüzde oldukça geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Bu dersde anahtarlamalı güç kaynaklarının sürekli ve geçici haldeki analizleri için gerekli olan matematiksel ifadelerin çıkarılması ve bir anahtarlamalı güç kaynağının tasarımında (manyetik elemanlar, kontrolör) gerekli olan bilgilerin verilmesi amaçlanmaktadır.

Dersin Tanımı

Steady-state analysis of switched-mode power supplies (SMPS): Inductor volt-second balance and capacitor charge balance, the small-ripple approximation, steady-state equivalent circuit modeling, losses, and efficiency (direct current transformer model), switch realization and power semiconductor devices. Discontinuous conduction mode, converter topologies. AC equivalent circuit modelling of converters, state-space averaging, review of Bode plots, analysis of converter transfer functions, graphical construction of impedances and transfer functions, effect of negative feedback on network transfer functions, closed-loop transfer functions and stability, regulator design, measurement of loop gains. Magnetics theory, loss mechanism in magnetic devices, filter inductor, multiple winding magnetics, transformer and AC inductor design.