GÜÇ ELEKTRONİĞİ - Hacı BODUR Güncelleştirilmiş 2017 baskısı ÖNSÖZ Güç Elektroniği Kavramı, bir devrim kabul edilen ilk Tristörün 1957’de keşfiyle ortaya çıkmış ve güç elemanlarının hızlı gelişmesiyle 1960’lı yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. Güç Elektroniği, yeni bir devrim sayılan ilk Mikroişlemcinin 1974’te üretilmesinden sonra, çok hızlı bir şekilde gelişmiş ve refah düzeyinin artmasında büyük rol oynamıştır. Güç Elektroniği, enerjinin dönüştürülmesi ve kontrol edilmesini inceleyen bilim dalıdır. Güç Elektroniği, güç ile elektronik ve kontrol bilim dallan arasında güçlü bir bağ oluşturur. MW seviyelerindeki büyük güçlerin kontrolü için mW seviyelerinde elektroniği kullanır. Güç Elektroniği Sistemleri, enerji kaynaklan ile kullanıcı yükleri arasında yer alan yarı iletken veya statik uygulamalardır. Yarı iletken ve mikro elektronik teknolojileri ile birlikte, dönüştürme ve kontrol yeteneği gelişmekte, müşterilerin ihtiyaç ve istekleri artmaktadır. Mevcut elektrik enerjisinin daha verimli ve kaliteli kullanılması ve alternatif enerji kaynaklarının değerlendirilmesi önerilmekte ve teşvik edilmektedir. Bunlar yoğun olarak dönüştürücü gerektirmekte ve böylece güç elektroniğinin önemi ve cazibesi ile pazar payı sürekli olarak artmaktadır. Güç Elektroniği konusunda farklı düzeylerde çok sayıda ders verilmekte, araştırma ve uygulama yapan pek çok meslektaşımız bulunmakta ve Türkçe kaynak sıkıntısı çekilmektedir. Bu konuda bir katkı sağlamak üzere, yirmi beş yıllık bir bilgi birikimi ve deneyimden sonra, birkaç yıllık yoğun bir çalışma ile bu kitap hazırlanmıştır. Kolay anlaşılabilir olmasına özen gösterilen anlatım, çok sayıda devre şeması, dalga şekli, uygulama alanı ve sayısal örnek ile desteklenmiştir. Kitabın öğrencilerimiz ile araştırma ve uygulama yapan meslektaşlarım için, yararlı ve referans olmasını dilerim. Bütün okuyucuların görüş ve önerilerini beklerim. Yoğun çalışmalarım sırasında çok sabır gösteren, beni teşvik eden ve destekleyen eşime ve kızlarıma candan teşekkür ederim. Basımdan önce bütün bölümleri gözden geçirerek, bazı düzeltme ve düzenlemelerin yapılmasında katkı sağlayan, öğretim üyesi meslektaşlarım Doç.Dr. Erkan MEŞE, Doç.Dr. Ramazan AKKAYA, Y.Doç.Dr. Faruk BAKAN ve Y.Doç.Dr. İsmail AKSOY’a teşekkülü borç bilirim. Ayrıca, yardımlarını esirgemeyen bütün çalışma arkadaşlarıma da teşekkür ederim. Prof. Dr. Hacı BODUR İstanbul, Ekim 2010 İÇİNDEKİLER GÜÇ ELEKTRONİĞİNE GENEL BİR BAKIŞ Tanım ve Kapsam Tarihsel Gelişim ve Bugünkü Eğilim Yarı İletken Güç Elemanları Kontrolsüz Yan İletken Güç Elemanı Kontrollü Temel Yarı İletken Güç Elemanları Kontrollü Diğer Yarı İletken Güç Elemanları. Yarı İletken Güç Dönüştürücüleri Endüstriyel Uygulamalar Analiz ve Tasarım Kolaylaştırıcı Kabuller ve Analiz Tasarım Şartları ve Doğrulama Çevresel Etkiler Özet Sorular YARI İLETKEN GÜÇ ELEMANLARI Temel Tanım ve Terimler Diy otlar Tanım ve Akım-Gerilim Karakteristiği Anahtarlama Karakteristiği Diğer Önemli Parametreler Tür ve Uygulama Alanları Tristörler Tanım ve Akım-Gerilim Karakteristiği Anahtarlama Karakteristiği Diğer Önemli Parametreler Tür ve Uygulama Alanları Bipolar Jonksiyon Transistörler Tanım ve Akım-Gerilim Karakteristiği Anahtarlama Karakteristiği Diğer Önemli Parametreler Tür ve Uygulama Alanları İzole Kapılı Alan Etkili Transistörler Tanım ve Akım-Gerilim Karakteristiği Anahtarlama Karakteristiği Diğer Önemli Parametreler Tür ve Uygulama Alanları Diğer Yarı îletken Güç Elemanları Triyaklar Kapı Sönümlü Tristörler İzole Kapılı Bipolar Transistor MOS Kontrollü Tristör Işık Etkili Tristörler Güç Modülleri Güç Elemanlarının Karşılaştırılması Özet Sorular Problemler AC-DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER Giriş Temel Özellikler ve Sınıflandırma Faz Kontrol Yönteminin Prensibi Faz Sayısına Göre Doğrultucular Dalga Şekline Göre Doğrultucular Kontrol Durumuna Göre Doğrultucular Doğrultucu Devre Şemaları Doğrultucu Uygulama Devreleri Dengeli AC Gerilim Sistemleri Yarım Dalga Kontrolsüz Doğrultucular Bir Fazlı Yarım Dalga Kontrolsüz Doğrultucu İki Fazlı Yarım Dalga Kontrolsüz Doğrultucu Üç Fazlı Yarım Dalga Kontrolsüz Doğrultucu Tam Dalga Kontrolsüz Doğrultucular Bir Fazlı Tam Dalga Kontrolsüz Doğrultucu İki Fazlı Tam Dalga Kontrolsüz Doğrultucu Üç Fazlı Tam Dalga Kontrolsüz Doğrultucu Yarım Dalga Kontrollü Doğrultucular İki Fazlı Yarım Dalga Kontrollü Doğrultucu Üç Fazlı Yarım Dalga Kontrollü Doğrultucu Tam Dalga Kontrollü Doğrultucular İki Fazlı Tam Dalga Kontrollü Doğrultucu İki Fazlı Tam Dalga Yarı Kontrollü Doğrultucu Genel Değerlendirme ve Kontrol Düzeni Çıkış Gerilimi ve Çalışma Bölgeleri Bir Güç Elemanının Gerilim ve Akımı AC Şebeke Tarafındaki Atam ve Güçler Tam Dalga Kontrolsüz Doğrultucularm Çektiği Atam ve Güçler Tam Dalga Kontrollü Doğrultucularm Çektiği Akım ve Güçler Özet Sorular Problemler AC-AC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER Giriş.. Temel Özellikler ve Sınıflandırma Kontrol Yöntemi ve Endüstriyel Uygulamalar Tek Fazlı AC Kıyıcılar Tek Fazlı Temel AC Kıyıcı Tek Fazlı Diğer AC Kıyıcı Devreleri Üç Fazlı AC Kıyıcılar Üç Fazlı Temel AC Kıyıcılar AC Kıyıcının 0AC Kıyıcının 60°AC Kıyıcının 90°Üç Fazlı Diğer AC Kıyıcı Devreleri Yükü Yıldız Bağlı Olan Üç Fazlı Diğer AC Kıyıcı Devreleri Yükü Üçgen Bağlı Olan Üç Fazlı Diğer AC Kıyıcı Devreleri Genel Değerlendirme ve Kontrol Düzeni Çıkış Gerilimi ve Çalışma Bölgeleri Bir Güç Elemanının Gerilim ve Akımı AC Şebeke Tarafındaki Akım ve Güçler Özet Sorular Problemler DC-DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER Giriş Temel Özellikler ve Sınıflandırma Kontrol Yöntemi ve Endüstriyel Uygulamalar Manyetik Devre, Nüve, Bobin ve Transformatör Endüktansta Anahtarlama ve Enerji Aktarımı Kıyıcı Türü DC-DC Dönüştürücüler Tek Bölgeli DC Kıyıcı İki Bölgeli DC Kıyıcı Dört Bölgeli DC Kıyıcı Dört Bölgeli DC Kıyıcıda İki Yönlü PWM Kontrolü Dört Bölgeli DC Kıyıcıda Tek Yönlü PWM Kontrolü Endüktanslı ve İzolesiz DC-DC Dönüştürücüler Düşürücü DC-DC Dönüştürücü Yükseltici DC-DC Dönüştürücü Düşürücü-Yükseltici DC-DC Dönüştürücü Cuk Türü İzolesiz DC-DC Dönüştürücü Endüktanslı ve İzoleli DC-DC Dönüştürücüler İleri Yönlü DC-DC Dönüştürücü Geri Dönüşlü DC-DC Dönüştürücü Cuk Türü İzoleli DC-DC Dönüştürücü İnverter Ara Devreli ve İzoleli DC-DC Dönüştürücüler Genel Değerlendirme ve Kontrol Düzeni Çıkış Gerilimi ve Çalışma Bölgeleri Bir Güç Elemanının Gerilim ve Akımı Endüktans Akımı ve Dalgalanma Miktarı Çıkış Gerilimi Dalgalanma Miktarı Transformatör ve Nüve Kullanımı Özet Sorular Problemler DC-AC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER Giriş Temel Özellikler ve Sınıflandırma Kontrol Yöntemi ve Endüstriyel Uygulamalar Tek Fazlı Kare Dalga Temel İnverterler Tek Fazlı Yarı m Köprü Kare Dalga İnverter Tek Fazlı Tam Köprü Kare Dalga İnverter Tek Fazlı Push-Pull Kare Dalga İnverter Tek Fazlı Kısmi Kare Dalga İnverter Tek Fazlı Pwm Kontrollü İnverterler Tek Fazlı İki Yönlü Pwm Kontrolü Tek Fazlı Tek Yönlü Pwm Kontrolü Tek Fazlı Sinüsoidal Pwm İnverterler Üç Fazlı İnverterler Üç Fazlı 120° İletimli Kare Dalga İnverterler Üç Fazlı 180° İletimli Kare Dalga İnverterler Üç Fazlı Sinüsoidal Pwm İnverterler Ölü Zaman ve Çıkış Gerilimi Tek Fazlı Rezonanslı Bir İnverter Örneği Genel Değerlendirme ve Kontrol Düzeni Çıkış Gerilimi ve Çalışma Bölgeleri Bir Güç Elemanının Gerilim ve Akımı AC Yük Tarafındaki Gerilim ve Güçler Özet Sorular Problemler KONTROL YE KORUMA DÜZENLERİ Giriş Lineer Güç Kaynakları Zener Diyotlu Kaynaklar Regülatörlü Kaynaklar Sinyal Generatörleri . Devrilen Ayrık Eleman Örnekleri . Ayrık Elemanlı Generatör Örnekleri , Entegre Devreli Generatör Örnekleri Kontrol Yöntemleri Sürme Devreleri Sinyal İzolasyonu Temel Sürme Devreleri Yükseltmeli Bir Sürme Devresi Örneği Yükseltmeli ve İzoleli Sürme Devreleri Yükseltmeli ve İzoleli İleri Sürme Devreleri Ölçme Düzenleri Koruma Düzenleri Seri Bastırma Hücreleri Paralel Bastırma Hücreleri Önlem ve Hata Amaçlı Bastırma Örnekleri Bir SCR’de Önlem ve Hata Amaçlı Bastırma Örneği Bir Devre Girişinde Önlem ve Hata Amaçlı Bastırma Örneği Güç Kayıpları İle Isınma ve Soğutma Güç Elemanlarında İletim Kayıpları Güç Elemanlarında Anahtarlama Kayıpları Güç Elemanlarında Isınma ve Soğutma Özet Sorular Problemler
Internet Explorer tarayıcısının 9.0 ve daha eski sürümlerini desteklememekteyiz. Web sitemizi doğru görüntüleyebilmek için tarayıcınızı güncelleyebilirsiniz, güncelleyemiyorsanız başka bir tarayıcıyı ücretsiz yükleyebilirsiniz.