Güç Elektroniği

Güç elektroniği, elektrik enerjisinin yarı iletken güç elemanları kullanılarak dönüştürülmesi, kontrol edilmesi ve düzenlenmesi ile ilgilenir. Temel amaç; gerilim, akım, frekans veya güç seviyesini yüke uygun hale getirmektir. Diyot, tristör, MOSFET ve IGBT gibi yarı iletken elemanlar güç elektronik devrelerinin…

Örnek soru: Şekilde bir güç işleme zinciri gösterilmektedir. Birinci dönüştürücünün verimi %90, ikinci...

1. Güç Elektroniğine Giriş
2. Güç Yarı İletkenlerinin Temel Özellikleri
3. Anahtarlama Mantığı ve İdeal Güç Anahtarı
4. Güç Elektroniğinde Kayıplar ve Verim

Güç diyotları, yüksek akım ve gerilim seviyelerinde doğrultma işlemleri için kullanılan yarı iletken elemanlardır. Diyot ileri yönde polarmalandığında iletime geçer, ters yönde polarmalandığında ise normal çalışma koşullarında akımı büyük ölçüde engeller. Güç diyotlarının ileri yöndeki gerilim düşümü iletim kayıplarının temel…

Örnek soru: Şekildeki tek fazlı yarım dalga doğrultucu devresinde sekonder gerilim 230 V (etkin değer)...

1. Güç Diyotlarının Yapısı ve Çalışması
2. Yarım Dalga Doğrultucu
3. Tam Dalga ve Köprü Doğrultucular
4. Filtreli Doğrultucular

SCR veya silikon kontrollü doğrultucu, PNPN yapısında üç terminalli bir güç yarı iletkenidir. Terminalleri anot, katot ve gate'dir. Uygun ileri polarma koşullarında gate'e tetikleme uygulanarak SCR iletime geçirilebilir. İletime geçtikten sonra akım uygun seviyenin altına düşene kadar iletim devam edebilir.…

Örnek soru: Bir tristörün (SCR) anot–katot arasında ileri yönde gerilim varken iletime geçebilmesi içi...

1. SCR (Tristör) Yapısı ve Çalışması
2. Tetikleme Açısı ve Kontrollü Doğrultma
3. Yarım Kontrollü Köprü ve Tam Kontrollü Köprü
4. Tristörlerin Komütasyonu

DC-DC dönüştürücüler bir DC gerilimi başka bir DC gerilim seviyesine dönüştürmek için kullanılır. Bu dönüşüm genellikle yüksek frekansta anahtarlama ve enerji depolama elemanları kullanılarak gerçekleştirilir. Anahtarlama oranının kontrol edilmesiyle çıkış gerilimi ayarlanabilir. Buck, boost ve buck-boost temel DC-DC dönüştürücü topolojileridir.…

Örnek soru: İdeal bir indüktörün uç gerilimi hangi bağıntıyla belirlenir?

1. DC-DC Dönüştürücülerin Temel Prensibi
2. Buck Dönüştürücü
3. Boost Dönüştürücü
4. Buck-Boost Dönüştürücü

PWM, güç elektroniğinde ortalama gerilim veya gücü kontrol etmek için anahtarın iletim süresinin değiştirilmesine dayanan bir yöntemdir. Anahtar genellikle yüksek frekansta açılıp kapatılır. Görev oranı D=T_on/T olarak tanımlanır. İdeal bir buck dönüştürücüde ortalama çıkış gerilimi görev oranı ile doğrudan ilişkilidir.…

Örnek soru: Tek fazlı tam köprü invertörün DC barası 400 V ve SPWM modülasyon indeksi 0,8’dir. Doğrusa...

1. Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM)
2. İnvertörlerin Temel Çalışma Prensibi
3. Tek Fazlı Köprü İnvertör
4. AC-AC Dönüştürücüler ve Frekans Kontrolü

Üç fazlı diyot doğrultucular, üç fazlı AC gerilimi DC gerilime dönüştürmek için kullanılan kontrolsüz doğrultucu devreleridir. Altı darbeli köprü doğrultucu, güç elektroniğinde en yaygın üç fazlı doğrultucu yapılarından biridir. Devrede altı diyot bulunur ve her anda uygun diyot çifti iletime…

Örnek soru: Üç fazlı, altı darbeli tam dalga diyot köprüsü, hat–hat etkin gerilimi 400 V olan bir şebe...

1. Üç Fazlı Diyot Doğrultucular
2. Üç Fazlı Kontrollü Doğrultucular
3. Üç Fazlı İnvertörler
4. Çok Darbeli Dönüştürücüler ve Dalgalanma

Anahtarlamalı güç kaynakları, elektrik enerjisini yüksek frekansta anahtarlayarak istenen DC çıkış gerilimini elde eden sistemlerdir. Klasik yapıda doğrultma, yüksek frekanslı anahtarlama, enerji aktarımı ve çıkış doğrultma-filtreleme aşamaları bulunabilir. Anahtarlama frekansının yüksek olması manyetik elemanların ve filtrelerin boyutlarını küçültebilir. Bunun karşılığında…

Örnek soru: Şekildeki flyback dönüştürücü süreksiz iletim modunda (DCM) çalışmaktadır. Çıkış gücü P =...

1. Anahtarlamalı Güç Kaynaklarının Temel Yapısı
2. Flyback ve Forward Dönüştürücüler
3. İzolasyon ve Transformatörlü Güç Dönüşümü
4. Güç Faktörü Düzeltme (PFC)

DC motorların hız ve moment kontrolünde güç elektroniği dönüştürücüleri kullanılabilir. Motorun armatür gerilimi ve alan akımı değiştirilerek çalışma noktası ayarlanabilir. Tek bölgeli veya çok bölgeli sürücüler farklı yön ve frenleme işlemlerine izin verebilir. Dört bölgeli sürücüler motorun hem ileri hem…

Örnek soru: Fırçalı bir DC motorda, mıknatıslanma sabit kabul edildiğinde, motorun tork üretimi armatü...

1. DC Motor Sürücüleri
2. Asenkron Motorlarda Değişken Frekanslı Sürücüler
3. Rejeneratif Frenleme
4. Servo ve BLDC Motor Sürücüleri

Bir güç yarı iletkeni iletim durumundayken üzerinde belirli bir gerilim veya direnç nedeniyle güç kaybı oluşur. Diyot ve SCR gibi elemanlarda yaklaşık P=V_on·I modeli kullanılabilir. MOSFET'lerde ise iletim kaybı çoğunlukla P=I²R_DS(on) ile ifade edilir. Akım arttıkça iletim kaybı özellikle hızlı…

Örnek soru: Bir MOSFET 100 kHz frekansta anahtarlanmaktadır. İletim durumundaki etkin akımı 6 A, ileti...

1. İletim Kayıpları
2. Anahtarlama Kayıpları
3. Soğutma ve Termal Tasarım
4. Aşırı Akım ve Aşırı Gerilim Koruması

Güç elektroniği dönüştürücüleri ideal sinüzoidal akım ve gerilim dalga şekilleri üretmeyebilir. Anahtarlama ve doğrultma işlemleri nedeniyle temel frekansın katları olan harmonik bileşenler oluşabilir. Harmonikler, motorlarda ek ısınma, transformatörlerde kayıplar ve şebekede gerilim bozulması gibi sonuçlara yol açabilir. Harmonik azaltma için…

Örnek soru: Bir doğrultucunun şebeke akımında temel bileşen I1 = 10 A, 3. harmonik I3 = 3 A ve 5. harm...

1. Güç Elektroniğinde Harmonikler
2. Elektromanyetik Girişim (EMI) ve EMC
3. Yumuşak Anahtarlama Teknikleri
4. Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Güç Elektroniği