Yol aydınlatma M2 ve M3 sınıfı için yüksek verimlilikli LLC resonant sürücü
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CENGİZ TARHAN
Danışman: ALİ BULDU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son beş yılda yaşanan yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler aydınlatma amaçlı LED'lerin piyasada hızla önemli bir yer edinmesini sağladı. Genel olarak sarı fosfor ile kapatılmış mavi LED'den oluşan güçlü beyaz ışık kaynakları ev tipi aydınlatmadan otomotiv aydınlatma çözümlerine kadar çok geniş bir yelpazede kendine yer buldu. Yol aydınlatmasın kullanılan, LED'li ürünler güçlü ve köklü rakip teknolojiler karşısında yeni yeni pazar payını genişletmektedir. Bu güçlü rakiplere sodyum buharlı lambalar, metal halide lambalar, civa buharlı lambalar ve halojen lambalar örnek olarak verilebilir. LED ürünler bu güçlü rakipler karşısına daha yüksek güvenilirlik, verim ve ışık kalitesi gibi parametreler ile çıkmaktadır. Ayrıca, düşen maliyetler de LED ürünlerini gittikçe daha fazla rekabetçi hale getirmektedir. LED'liürünler günümüzde M2 ve M3 sınıfı yollarda verimlilik bakımından rakipleriyle başa baş konumdadır. Bahsedilen parametrelerden verim ve güvenilirlik sadece LED ile değil aynı zamanda LED sürücü devre ile de doğrudan ilgilidir. Özellikle yol aydınlatmada 10 yıl ve 45,000 saat düzeyinde bir güvenilirlik beklenmektedir. Aynı şekilde çok farklı hava koşullarında çalışabilmesi ve çok yüksek Watt başına lümen değerleri öngörülmektedir. Aynı zamanda akım harmonikleri bakımından da şebekeyi kirletmemesi istenmektedir. Yukarıda bahsedilen parametreler temel alınarak, literatürdeki metotlar incelendikten sonra, yeni bir sürücü tasarımı gerçekleştirilererek tüm sistem verimi %94,5'in üzerinde olan kompakt bir LED sürücü devresi tasarlanmıştır. Verim ve hacim başına güç gibi parametreler anlamında da literatürdeki ve pazardaki ürünlerin üzerinde bir tasarım gerçeklenmiştir. Üç blok halinde gerçeklenen tasarımın ilk kısmı PFC katı olup kompanzasyonu gerçekleştirir. Bu kısımda 60kHz ile 170kHz arasında anahtarlama yapan DCM Quasi Rezonantta bir topoloji kullanılmıştır. Çıkış bara gerilimi 393 V ve blok verimi ise %98 olarak hedeflenmiştir. İkinci blok LLC yarım köprü anahtarlama yapan ve aynı zamanda izolasyonu sağlayan anahtarlama katıdır. Bu katın tasarımında %96,6 verim hedeflenmiş olup 97kHz ile 420kHz anahtarlama frekans aralığı korunmuştur. Tasarımın üçüncü ve son katı ise senkron doğrultma katı olup sekonder tarafta yer almaktadır. Genel olarak AC-DC bir çevirici olan devre, gerilim ve akım kaynağı olarak çalışmakta olup 33V ile 42V arasında sabit 3,5A akım verebilmektedir. Ancak, sadece tam 42V çıkış geriliminde sabit gerilim moduna geçmekte olup, daha yüksek gerilimlerde ise koruma devresi aktive olmaktadır. Yine yol aydınlatmasındaki 15kV'ye kadar gelen darbelere karşı anlık gerilim yükselmelerine karşı koruyucular koruma sağlamaktadır. İdeal bir yol aydınlatma sürücü kartının tasarımı için bu üç farklı topolojideki bloklar yeni bir yöntem izlenerek birleştirilmiştir. Gerçekleştirilen tasarıma LPW05 ismi verilmiştir. Sonuç olarak, LPW05 ilgili testlerden başarıyla geçmiştir.