Ders Planı / POWER ELECTRONICS CONVERTER DESIGN

Ders Bilgileri

Dersin Kredisi 3.0
Dersin AKTS Kredisi 4.0
Dersin Öğretim Dili İngilizce
Dersin Düzeyi Lisans , TYYÇ: 6. Düzey , EQF-LLL: 6. Düzey , QF-EHEA: 1. Düzey
Dersin Türü Bölümde Seçmeli
Dersin Veriliş Şekli Yüz-Yüze Eğitim
Ders zorunlu veya opsiyonel iş deneyimi gerektiriyor mu ? S
Dersin Koordinatörü Prof. Dr. MEHMET EMİN TACER
Dersi Veren(ler) Prof. Dr. MEHMET EMİN TACER
Dersin Yardımcıları

Amaç ve İçerik

Dersin Amacı 1.Güç elektroniği devre elemanlarının ayrıntılı bilgisini vermek 2.Güç elektroniği devrelerinin tasarımı sorunlarına ilişkin bir anlayış kazandırmak 3.Belirli çalışma durumları için uygun devre elemanlarını seçebilme yetisini kazandırmak 4.Uygulamalı projeler yapabilme becerisi kazandırmak
Dersin İçeriği Tristor (SCR), Kapıdan Tıkanan Tristor (GTO), Tranzistor (BJT), MOSFET, Kapıdan yalıtılmış Tranzistor (IGBT) ve MOS Denetimli Tristor (MCT) için sürücü devreleri. Anahtar kayıpları, sert ve yumuşak anahtarlama, soğutucu tasarımı. Güç elektroniği devre tasarımında kullanılan elektronik elemanlar. Koruma ve kontrol devreleri. Güç elektroniği devre tasarım örnekleri: Doğru akım kıyıcısı, alternatif akım kıyıcısı, kontrollu doğrultucu ve evirici tasarımı.

Haftalık Ders Konuları

1Giriş, kısa özet ve dersin ana amacı
2Yarıiletken elemanların anahtarlama karakteristikleri, ideal olmayan karakteristikler ve eşdeğer devreleri. Açma, kapama ve geçiş durumlarındaki davranışları yansıtan MOSFET devre modeli.
3Diyot, tristör ve MOSFET anahtarlama dalga şekilleri, diyot ters toparlanma akımı, SCR’ler için kapı sürüş gereksinimleri ve devreleri
4Yarıiletken elemanların anahtarlama kayıplarının kaynakları, iletim ve anahtarlama kayıpları, bazı temel dalga şekillerinin etkin değerleri, güvenirlik, ısı akışı ve ısıl direnç.
5Isı geçişi için elektriksel eşdeğer devre, sürekli hal için soğutucu seçimi, geçici ısıl empedans, elemanı soğutucuya monte etme üzerine pratik ipuçları
6Yarıiletken elemanların anma değerleri, anma gerilimi ve anma akımı, güvenli çalışma bölgesi, kalkış akımı, aşırı akım koruma yöntemleri, aşırı gerilim koruma yöntemleri, geçici gerilim emiciler, Metal Oksit Varistörler (MOV)
7Eleman akımını, gerilimini ve açma-kapama geçici durumlarını sınırlayan bastırma (tampon) devreleri
8Kapı sürüş devreleri, kapı sürüş devrelerinde yalıtım gereksinimi, MOSFET ve IGBT için kapı sürüş gereksinimleri
9Kapı şarjı kullanarak bir MOSFET ve bir IGBT’nin kapı sürüş devresinin tasarım prosedürü
10Güç elektroniği devreleri için kontrol gereksinimleri ve teknikleri, hat ve yük regülasyonu, kapalı çevrim çalışma, gerilim-modu, akım-modu kontrol
11Temel magnetik ilkeler, histerezis ve doyma, N sarımlı endüktans, yüksek frekansta adım-adım endüktans tasarımı.
12Yüksek frekanslı transformatör modelleme, adım-adım çok çıkışlı transformatör modelleme
13Devere bileşenlerinin özellikleri (direnç, kapasite, endüktans), pratik tasarım ipuçları için frekansa bağlı eşdeğer devreler, elektromagnetik girişim, filtreleme gereksinimleri, ferit kılıflar ve topraklama yöntemleri
14Devere bileşenlerinin özellikleri (direnç, kapasite, endüktans), pratik tasarım ipuçları için frekansa bağlı eşdeğer devreler, elektromagnetik girişim, filtreleme gereksinimleri, ferit kılıflar ve topraklama yöntemleri

Kaynaklar

1. Bradley D A, Power Electronics, Van Nostrand Reinhold 1987

2. Rashid M H, Power Electronics: Circuits Devices & Applications 2nd Edition, Prentice Hall 1993

3. Dewan S.B. Dewan and Straghen A, “Power Semiconductor Circuits”, A Willey-Interscience Publication, John Wiley and Sons, New York, London Sidney, Toronto, 1975

4. Ramshaw R.S., “Power Semiconductor Switches”, Chapman and Hall, London, Glasgow, New York, Tokyo, Melbourne, Madras, 1993

5. Kassakian J.G., Schlect M.F. and Verghese G.C., “Principle of Power Electronics”, Addison-Wesley Publishing Company, New York, Ontario, Sidney, Singapore, Tokyo, 1991

6. N. Mohan, T. Undeland, W. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, 2nd ed., 1995, John Wiley & Sons Inc.