Yazar "Tekin, Hakan" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 3 / 3
  • Küçük Resim Yok
    Öğe
    Anahtarlamalı kapasitör tabanlı çift yönlü düşürücü yükseltici tip dönüştürücünün bulanık mantık kontrolör ile geliştirilmesi
    (Bursa Teknik Üniversitesi, 2023) Tekin, Hakan; Ertekin, Davut
    Fosil yakıtları kullanan araçlardan kaynaklı karbon emisyonu nedeniyle çevre ve insan sağlığı ciddi tehditlerle karşı karşıyadır. Karbon salınımının olmaması, gürültülerinin oldukça düşük olması, yüksek sürüş konforu sağlaması, bakım maliyetinin az olması gibi avantajları nedeniyle otomobil üreticileri elektrikli araçlara yönelmektedir. Elektrikli araçlar güç elektroniği dönüştürücüleri ile bağlantılı farklı enerji depolama sistemleri kullanılarak yapılandırılmıştır. Genellikle elektrikli araçlar, AC-DC dönüştürücüler aracılığıyla doğrudan şebekeden veya şarj istasyonlarından şarj edilir. Daha sonra enerji depolama sistemleri aracı hızlandırmak için gerekli olan enerjiyi motora iletir. Ek olarak, depolama sistemleri tarafından sağlanan güç, kararsız ve düzensiz olduğundan dolayı, enerji depolama sistemlerinde bulunan her bir enerji kaynağı ile elektirikli araç güç aktarma sisteminin arasında DC-DC dönüştürücüler entegre edilmelidir. Bu durumlar elektrikli araçların verimli bir şekilde kullanımı için enerji depolama sistemleri ile elektrik motoru arasında kullanılan dönüştürücü yapısının işlevselliğinin oldukça önemli olduğunu göstermektedir. Yakıt hücresi, süper kapasitörler ve batarya gibi enerji kaynaklarından elektrik motoruna düzenli ve güvenilir bir güç aktarımı sağlamak için uygun güç elektroniği dönüştürücüleri ve kontrolör yapılarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasında elektrikli araçlarda kullanılmak üzere DC-DC dönüştürücüler, dönüştürücülerin özellikleri, güçlü ve zayıf yönlerini vurgulayan bir çalışma sunulmuştur. Ek olarak, elektrikli araç uygulamaları için verimli bir dönüştürücü yapısının geliştirilmesine yönelik önerilerin paylaşılmasını amaçlamaktadır. Son olarak, elektrikli araçlarda kullanıılmak üzere yüksek verimliliğe ve yüksek gerilim dönüştürme oranına sahip çift yönlü anahtarlamalı kapasitör (SC) tabanlı DC-DC dönüştürücü ve dönüştürücü için uygun kontrol yapısı tasarlanmıştır. Kontrol işlemini sağlamak için de karmaşık matematiksel işlemler ve modellemeler gerektirmeyen bulanık mantık kontrolör kullanılmıştır. Dönüştürücünün diğer bir avantajı ise kontrol sisteminin karmaşıklığını en aza indiren, her iki güç anahtarını da aynı anda çalıştırabilen senkron anahtarlama sinyalinin kullanılmasıdır. Önerilen dönüştürücü yapısı, düşük görev döngüsünde yüksek dönüştürme oranına sahiptir. Bununla birlikte, dönüştürücü çıkışındaki gerilim dalgalanması oldukça düşüktür ve anahtarlar düşük gerillim streslerine sahiptirler. Ek olarak, dönüştürücü yapısında çok az sayıda manyetik bileşen bulunduğundan devrenin hacmi küçük ve devre uygun maliyetlidir. Tasarımın ilk aşamasında sistem gereksinimleri ve çalışmanın amaçları belirlenmiştir. Sonrasında sistem gereksinimlerini karşılayabilmek için matematiksel hesaplamalar yapılmıştır. Dönüştürücünün çıkışından istenilen genlikte ve kararlı bir gerilim elde etmek, aynı zamanda dönüştürücünün verimini arttırmak için hızlı, güvenilir ve düşük maliyetli olan bulanık mantık denetleyici sistem kullanılmıştır. Tasarlanan çift yönlü DC-DC dönüştürücünün farklı giriş gerilimleri ve değişen yük koşulları altında hem buck hem de boost modu için Matlab/SIMULINK paket programı kullanılarak simüle edilmiştir. Tasarımı yapılan çift yönlü DC-DC dönüştürücü değişen giriş gerilimleri ve yük koşulları altında her iki yönde de sabit bir çıkış gerilimi sağladığından iyi tasarlanmış DC-DC dönüştürü özelliklerini taşımaktadır. Yapılan matematiksel analizler, alınan simülasyon sonuçları ve laboratuvar ortamında yapılan prototip dönüştürücü devresi bu durumu kanıtlar niteliktedir.
  • Küçük Resim Yok
    Öğe
    A design for switched capacitor and single-switch DC-DC boost converter by a small signal-based PI controller
    (Wiley, 2022) Ghaderi, Davood; Bulut, Kübra; Tekin, Hakan
    In this study, a switched capacitor (SC)-based single-switch DC-DC boost converter structure operating under the high voltage gain and the low duty ratio is proposed using the PI control technique. High current and voltage stresses across the power switches and power diodes can be reduced by using the projected SC block. In addition, the proposed converter can achieve high voltage gain through shorter duty cycles, which directly reduces the voltage stress and dynamic losses in the power semiconductors. On the other hand, because the proposed converter includes a single power switch under different output powers and different loads, the control process is simpler than multiswitch structures. With the proposed converter, an output voltage of 10 times greater rather than the input voltage is obtained at 0.57 of the duty cycle. In this study, the fundamental functions of the proposed converter and the controller design steps are analyzed mathematically and tested in MATLAB/SIMULINK environment. As a result of the analysis, it was determined that the proposed topology works with a high performance at high frequency and variable load ranges. To validate the proposed converter and theoretical calculations, a 200-W prototype was established under a continuous conduction mode (CCM) working state, with 48-VDC input voltage and 400-VDC output voltage. Finally, the simulation results were tested and verified through the experimental results.
  • Küçük Resim Yok
    Öğe
    A novel switched-capacitor and fuzzy logic-based quadratic boost converter with mitigated voltage stress, applicable for DC micro-grid
    (Springer, 2022) Tekin, Hakan; Bulut, Kübra; Ertekin, Davut
    High-voltage and efficient power converter topologies equipped with the simple and practical controller circuits are necessary, especially for integration between the low-power and low-voltage renewable energy sources (RESs) like the photovoltaic (PV) arrays and the grid. These converters can be used widely in electrical vehicles (EVs) or charging stations, aquatic, medical, transportation application and other cases. This study proposes a switched capacitor (SC)-based quadratic boost converter (QBC) structure that provides high-voltage gain at low duty cycles equipped with the fuzzy logic control (FLC) technique. The output gain of the proposed converter is higher than a second-order step-up converter or a conventional QB circuit thanks to the presented switched-capacitor topology and the manipulation of the switches in conventional QBC. By using the second switch to the conventional QBC, the voltage stress across the main power switch will decrease that enhance the reliability and long-life of the converter. Since the SC block acts as an intermediate layer between the QB and load through the capacitors and diodes of this block, the voltage and current stresses of the power switches and diodes on the QB side are less than stresses for semiconductors for classical QB and boost converter. In this study, the proposed QBC and controller system are analyzed mathematically in detail and in MATLAB/SIMULINK environment. A 200 W prototype was developed in the laboratory to validate the proposed converter and computerized analysis. Finally, the theoretical and experimental results were compared and verified.