Bu web sitesinde; FORUM, BLOG ve MENÜ' lerde üyelik gerektiren makalelere tam erişim için Lütfen BLOG' a üye olunuz.
"Cihaz ve Sistem Geliştirmede EMC Tasarımı" Eğitimimize Katılın...
100' e yakın şirkete verdiğimiz eğitimimiz hakkında ayrıntılı teknik bilgi için lütfen tıklayınız...
Eğitim faaliyetlerimize katılımlara ait görsellere bakmak için tıklayınız.
EĞİTİMİMİZE KATILIN... MESLEKİ BİLGİNİZİ DAHA DA ARTIRIN...
Diğer firmaların vermeye çalıştığı ve sadece MIL-STD askeri veya sivil standartlarının anlatıldığı eğitimlerden farklıyız...!
Standartların yanı sıra; Tasarım ve Pratik eğitim veriyoruz....!
Ülkemizde teorik ve pratik EMI / EMC eğitimini bir arada veren ilk ve tek eğitimde; sınırlı sayıda kontenjan için bir an önce yerinizi ayırınız.
Kayıt ve diğer bilgiler için tıklayınız...
Türkiye' deki Sivil ve Askeri cihaz devre tasarımı ve EMC konusundaki en kapsamlı ve Türkçe içerikli web sitesine hoş geldiniz.
Bu web sitesinde; BLOG ve MENÜ' lerde üyelik gerektiren makalelere tam erişim için Lütfen BLOG' a üye olunuz.
Güç Elektroniği Deneyimlerim ve İlgili Kaynaklar-1
Bu makale , güç elektroniğinin temelleri hakkında, 27 yıllık mühendislik hayatımda edindiğim bilgiler ışığında, size temel fikirler vermeyi amaçlamaktadır .
İndeks
-
Amaç
-
Giriş
-
Güç elektroniği nedir?
-
Güç elektroniğinin tarihçesi
-
Neden güç elektroniği okuyoruz?
-
Güç elektroniği hakkında kısa bilgi
-
Güç elektroniği; çalışmak için, iyi bir elektronik mühendisliği dalı mı?
-
Güç elektroniği/sistemleri konusunda uzmanlaşmış bir elektrik ve elektronik mühendisi olarak hangi sektörlerde çalışabilirim?
-
Güç elektroniği uygulamaları nelerdir?
-
Güç elektroniği konusunda uzman olmak için ne öğrenmeliyim/okumalıyım?
-
Güç elektroniği çalışmak neden bu kadar zor?
-
Güç elektroniğini anlamanın ve ustalaşmanın en iyi yolu nedir?
-
Evde güç elektroniği çalışabilir miyim?
-
Güç uygulamalarında kullanılan yarıiletkenler ve uygulamaları
-
Güç dönüştürücü türleri
-
Güç elektroniği için en iyi simülasyon yazılımı ve/veya yazılımları nelerdir?
-
Güç elektroniği için en iyi, kitap ve/veya kitaplar hangisidir?
-
Güç elektroniği için önerilen kitap listesi
-
Güç elektroniği için önerilen çevrimiçi kaynaklar
-
Sonuç
Amaç
Evinizdeki 240 Volt AC kaynağının cep telefonunuzun 5V pilini nasıl şarj ettiğini veya güneş , rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan gelen DC gücün ev ihtiyaçlarınızı karşılamak için gerekli AC gücünü nasıl sağladığını hiç merak ettiniz mi?
Bu teknolojileri daha derinlemesine incelerseniz, elektronik cihazların bunların gerçekleşmesinde zorunlu bir rol oynadığı bir devreyi çözeceksiniz. Bu devreler , hem güç mühendisleri hem de elektronik mühendisleri ile ilgili yeni ortaya çıkan bir bilim olan güç elektroniğinin radarı altına giriyor.
Bu makale , güç elektroniğinin temelleri hakkında size temel fikirler vermeyi amaçlamaktadır .
Giriş
Güç elektroniği genellikle elektrik gücünün kontrolü ve dönüştürülmesi ile ilgilenir. Katı hal (Solid State) elektroniği uygulamasıdır.
Güç elektroniğinin temeli elektronik cihazlardır - güç diyotları, transistörler, tristörler, triyaklar, GTO' lar, MOSFET' ler ve IGBT' ler. Bu cihazların özelliklerini ve çalışmasını bilmek önemlidir. Bunu biliyorsanız doğrultucu, köprü dönüştürücü, chopper, invertör vb. işlemlerin işlemleri oldukça kolay olacaktır.
AC, DC, Testere dişi ve Adım Gerilimi (Step Voltage) için özellikleri inceleyin ve farklı koşullardaki davranışı anlayın.
Bu temel bilgileri anlayabilirseniz, güç elektroniğinin diğer tüm uygulamalarını ve teorisini kolayca anlayacaksınız.
Güç elektroniği nedir?
Elektronik güç cihazlarını, bir elektrik gücünü bir elektrik gücüne dönüştürmekten uygun kontrolle başka bir elektrik gücüne dönüştüren bir çalışma, Güç Elektroniği olarak bilinir .
Temel olarak güç elektroniğinde, elektrik gücünün kontrol edilmesi ve dönüştürülmesi eylemini gerçekleştiren katı hal elektroniği kullanılır.
Güç Elektroniği, elektrik ve elektronik mühendisliğinin önemli bir alt alanı olarak kabul edilir.
Güç elektroniği, elektrik gücünün dönüştürülmesi, kontrolü ve koşullandırılması için elektronik cihazların ve ilgili bileşenlerin uygulanmasıyla ilgilenen bir elektronik dalıdır.
Güç elektroniği dönüştürücüleri, elektrik gücünün birincil özelliklerini değiştirir: temel form AC veya DC, voltaj, akım, frekans ve güç faktörü.
Elektrik gücünün kontrolü, aydınlatmanın yoğunluğu, bir motorun hızı, bir elektrokimyasal işlemin hızı veya bir fırının sıcaklığı gibi elektriksel olmayan parametrelerin düzenlenmesine izin verir.
Güç elektroniği sistemleri çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır ve küresel endüstriyel ve sosyal faaliyetin herhangi bir alanını etkileme potansiyeline sahiptir.
Cep telefonlarından kalp pillerine ve kamu hizmetlerinden otomobillere, güç elektroniğine ve bu elektroniklerin arkasındaki mühendisliklere kadar insanların günlük yaşamlarında çok etkilidir.
Elektrik enerjisine olan talep, yaşam kalitesinin iyileştirilmesi ile doğrudan ilişkili olarak artmaktadır.
21. yüzyılda, enerji kaynaklarının manipülasyonu ve korunması ile ilgili teknolojiler, konforlu bir yaşam standardı sağlamak için hayati önem taşımaktadır.
Güç elektroniği, elektrik enerjisinin verimli kullanılmasında ve çevre kontrolünde önemli bir role sahiptir.
Güç mühendisliği, konut, endüstriyel, ticari, tıbbi, iletişim, ulaşım, havacılık ve askeri gibi sektörlere ulaşır.
Güç elektroniği uygulamalarından bazıları; güç koşullandırma, elektrokimyasal süreçler, sıcaklık ve aydınlatma kontrolü, yenilenebilir enerji dönüşümü, tıbbi uygulamalar, iletişim, bilgisayar endüstrisi, bilgisayar ağları, elektrik güç ağları, askeri ve ulaşımdır.
Güç Elektroniği, İndüktörler, Kondansatörler, Yarı İletken cihazlar (Diyot, Tristör, MOSFET, IGBT vb.) kullanılarak bir formdan diğerine güç dönüşümü ile ilgilenen Elektrik Mühendisliğinin bir dalıdır.
Güç, mW' den (yük uygulamaları noktasından) MW' ye (Güç Sistemleri) kadar olabilir.
Güç yarı iletken cihazları alanındaki en umut verici yaklaşımlardan biri, silikon karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) gibi yeni malzemelerin kullanılmasıdır.
SiC Schottky redresörleri, güç MOSFET' leri , BV ile yüksek sıcaklıklı ortamlarda arasındaki dengede önemli bir gelişme sunar.
Şekil: Ayrık güç yarı iletkenlerinin uygulanması.
Yukarıdaki Şekil' de, ayrık güç yarı iletkenlerinin uygulama alanlarını göstermektedir. Şekilde gösterildiği gibi MOSFET' ler ve IGBT' ler yüksek frekanslı uygulamalar için kullanılır ve SCR' ler ve GTO' lar esas olarak yüksek güçlü uygulamalar için kullanılır.
Kesintisiz güç kaynağı (UPS), otomotiv ve robotlar gibi orta güçteki uygulamalar için, güç cihazlarının plastik bir paket içinde seri ve paralel bağlanmasıyla oluşturulan IGBT veya güç MOSFET modülleri kullanılmaktadır.
Uygulama alanına ve istenen performansa göre farklı entegrasyon modları geliştirilmiştir.
Monolitik ve hibrit entegrasyon arasında bir ayrım yapılmalıdır. Farklı gelişmeler, orta ve yüksek güç aralığının, güç parçalarını ve düşük voltajlı parçaları bir pakette kullanan hibrit entegrasyon kullanılarak uygulanabileceğini açıkça göstermiştir.
Düşük güç aralığı için (akım (I) < 10A, voltaj (V) < 600V), güç yarı iletken bileşenlerinin ve entegre devrelerin monolitik entegrasyonu kullanılarak uygulanabilir.
Şekilde görüldüğü gibi Güç Elektroniği tüm branşların merkezidir.
Sistem&Kontrol, Güç&Enerji, Elektronik&Cihazlardan herhangi iki alanını birleştirmeniz gerekiyorsa, Güç Elektroniği kullanmanız gerekir.
Enerji Dönüşümü herhangi bir biçimde gerçekleşebilir.
Temel dönüşümler;
-
AC - AC (Cycloconverters)
-
DC - DC (Dönüştürücüler/Converters)
-
DC - AC (İnvertörler)
-
AC - DC (Redresörler/Rectifiers)
-
Üçgeni kullanarak örnekler verelim;
Elektronik mühendisliği yapan herkesin AC ve DC hakkında bir fikri olmalıdır.
AC Makineler için, makinelerin hızını kontrol etmek için voltaj genliğini veya frekansını değiştiriyoruz.
Ülkemizde güç kaynağı frekansı sabit, yani 50 Hz. Yani herhangi bir frekans değiştirici olmadan frekansı değiştiremeyiz. Bu frekans değiştirici devre, Güç Elektroniği Devresi kullanılarak elde edilir.
DC Makineler için sağlanan voltaj, geliştirilen geri emf' ye bağlıdır. Bu, Güç Elektroniği Cihazına bir geri bildirim sağlayarak elde edilir. Burada Güç Elektroniği, Makine ve Kontrol Parçası arasında bir köprüdür. HVDC uygulamaları da bu kategoriye girer.
Evimizde 220V 50Hz besleme alıyoruz. Bununla birlikte, mobil şarj cihazları, DC LED lambaları vb. Gibi 12V civarında DC küçük voltajlarla çalışan birçok elektronik cihaz vardır. Bu nedenle AC' nin DC gücüne dönüştürülmesi gerekir ve bu, Güç Elektroniği Cihazları kullanılarak elde edilir.
Biyomedikal operasyonlar, Kontrollü Elektronik Cihazların en iyi örnekleridir. EKG bunlardan biridir. Elektronik cihaza sağlanan voltaj veya akım, cihazın durumuna ve Güç Elektroniği Cihazına geri besleme yolu şeklinde verilen diğer birçok koşula bağlıdır. Bunlar aynı zamanda "Point on Load" olarak da bilinir.
Kısacası Güç Elektroniği (Power Electronics), mobil şarj cihazlarından akü şarj cihazlarına, iletim ve dağıtım kontrolünden yenilenebilir enerji depolama ve kontrolüne kadar elektrikte her yerde mevcuttur.
Güç Elektroniği ayrıca Pil Yönetim Sisteminin (BMS) önemli bir parçasıdır ve Elektrikli ve Hibrit Araçlar (EHV) için kullanılır.
Güç Elektroniğinin Tarihçesi
Güç elektroniği 1900' lerin başında, cıva ark doğrultucunun (1902'de Peter Cooper Hewit) tanıtılmasıyla ortaya çıktı. Sonra kademeli olarak triyot (Lee De Forest, 1906), kontrollü ızgaralı yüksek vakum tüplü doğrultucu (Lee De Forest 1906), metal tank doğrultucu (Errol Shand, 1925), ignitron (Joseph Slepian, 1930'lar) ortaya çıktı. Hepsi 1950'lere kadar enerji kontrolüne uygulandı.
1948'de ilk elektronik devrim, Bell Laboratuvarlarında silikon transistörün icadıyla başladı.
Ortaya çıkan başka bir cihaz, çift durumlu işlemin pnpn rejeneratif geri beslemesine bağlı olduğu herhangi bir yarı iletken anahtara verilen bir isim olan tristördü.
Silikon kontrollü doğrultucu (SCR), tüm tristör cihazlarının en iyi bilinenidir ve ilk kez 1954 yılında Bell Laboratories tarafından tanıtılmıştır. Unijunction transistör (UJT) ilk olarak 1948'de tanıtıldı, ancak 1952'de ticarileştirildi.
İkinci elektronik devrim 1958'de General Electric Company tarafından ticari tristörün geliştirilmesiyle oldu. Bu, güç elektroniğinde yeni bir çağın başlangıcı oldu.
Bugüne kadar tanıtılan güç yarı iletken cihazları; iki kutuplu bağlantı transistörü (BJT), metal oksit alan etkili transistör (MOSFET), gate turn-off switch (GTO), MOS Kontrollü Tristör (MCT) ve insulated-gate bipolar junction transistor (IGBT) sayılabilir.
Son zamanlarda; güç yarı iletken cihazları alanındaki en umut verici yaklaşımlardan biri, silikon karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) gibi yeni malzemelerin kullanılmasıdır.
SiC Schottky redresörleri, güç MOSFET' leri , BV ile yüksek sıcaklıklı ortamlarda arasındaki dengede önemli bir gelişme sunar.
Neden güç elektroniği okuyoruz?
Güç elektroniği, gücü mevcut formdan gerekli forma dönüştürme sanatı, bilimi ve teknolojisidir.
Bu bir sanattır çünkü yeni dönüştürücü topolojileri oluşturmak için sizin geliştirici uzmanlığınıza ihtiyaç duyar.
Bir bilimdir çünkü matematik, fizik ve elektrik mühendisliğinin temel bilgilerini gerektirir.
Bu bir teknoloji meselesidir çünkü tasarımcının ultra modern dijital işlemciler ve güç elektroniği yarı iletkenleri hakkında bilgili olmasını gerektirir, böylece tasarımcının matematik yoluyla formüle ettikten sonra elektrik mühendisliğinin temellerine aykırı olmayan hayal ettiği şeyi uygulayabilir. modern güç elektroniği bileşenleri ve dijital kontrol şemalarını kullanarak.
Bence güç elektroniği, üretim, iletim ve kullanım gibi tüm kilit alanlara nüfuz eden tek konudur.
Bir güç elektroniği mühendisi olarak, elektrik mühendisliğinin temellerine hakim, matematikte oldukça güçlü, gömülü C veya C++ programlama dillerini de bilmeniz iyi olur ama elzem değildir. Yine de kendi başınıza kimseye muhtaç olmadan bir çevirici tasarlayacaksanız firmware bilmenizi tavsiye ederim.
Güç elektroniği basit ama karmaşık bir konudur. :)) Şu ana kadar geliştirdiğiniz bazı mühendislik becerilerini bir kenara bırakmanız gerekebilir.
Güç Elektroniği Mühendisi' nin bir başka ilginç özelliği de mega watt'tan mili watt'a kadar çalışabilmesidir....
Elektriğin olmadığı yerde hayat yürümez....Hayat güç elektroniği ile de eş anlamlıdır. Bu yüzden "Güç Elektroniği" öğreniyorsunuz.
Güç Elektroniği Hakkında Kısa Bilgi
Güç elektroniği eğitimi almayı düşünüyor ama nasıl olacağı hakkında bir fikriniz yoksa, güç elektroniğinde neler öğreneceğiniz hakkında kısa bir fikir vereceğim.
"Güç elektroniği temel olarak elektrik gücünün AC'den DC'ye, DC'den DC'ye, AC'den AC'ye veya DC'den AC'ye VERİMLİLİK ile dönüştürülmesiyle ilgilenir.”
Bu şeyleri başarmak için. İlk olarak, TEMEL seviyede Diyotlar, Tristörler, Mosfetler, IGBT, BJT vb. gibi farklı yarı iletken anahtar türleri ve Kapasitör, Röleler, Dirençler gibi diğer temel bileşenler hakkında bilgi sahibi olmanız gerekecektir.
Bu anahtarların nasıl çalıştığını öğrendikten sonra, yukarıda belirtildiği gibi gücü dönüştürmek için bunları nasıl kullanacağınızı öğreneceksiniz (ac'den dc'ye, dc'den…..)
Ayrıca mikrodenetleyicileri kullanmayı ve C veya C++'da programlamayı öğrenmeniz gerekecek. Bu mikrodenetleyiciler, sırayla güç dönüşümünü kontrol edecek olan anahtarları kontrol etmek için programlanacaktır. Bu konseptle ilgili daha çok şey eklenecektir. Ancak bunu bir güç elektroniği mühendisi olarak ana konsept olarak düşünebilirsiniz.
Güç elektroniği, çalışmak için iyi bir elektronik mühendisliği dalı mı?
Teknolojideki ilerlemeler ilerledikçe, güç elektroniği giderek daha alakalı hale geliyor.
Hemen hemen tüm yüksek verimli makineler, anahtarlamalı mod güç kaynağı (SMPS) dönüştürücü gerektirir.
Güç elektroniğine ve kontrolüne odaklanmak, aşağıdakiler üzerinde çalışma olanağı sağlar:
-
Elektrikli araçlar (Elektrikli motor, güç aktarma sistemi, akü, tahrik ve yönetim dönüştürücüleri vb.)
-
Yenilenebilir Enerji (konvertörler, şebekeler vb.)
-
Çalıştırma/ Motor Sürücü Kontrolü
-
Güç şebekesi sistemleri (akıllı şebekeler)
-
Elektrikli Jetler
-
Drone' lar (Elektrik motorları, motor sürücü kontrolü vb.)
-
Akü Yönetim Sistemleri. (non-dissipative distribution converters, vb.)
-
Robotik
-
Ve çok daha fazlası.
Makineler ve cihazlar elektriğe ihtiyaç duyduğu sürece, güç elektroniği hiçbir zaman önemsiz olmayacaktır.
Güç elektroniği/sistemleri konusunda uzmanlaşmış bir elektrik ve elektronik mühendisi olarak hangi sektörlerde çalışabilirim?
Pek çok seçeneğiniz olacağını düşünüyorum. Ve gidebileceğiniz şirketler beş kategoriye ayrılabilir.
-
Yarı iletken. Texas Instrument, Qualcomm, Linear Technology ve Infineon gibi şirketler
-
Geleneksel Elektrik Gücü. GE, ABB, Siemens gibi.
-
Tüketici Elektroniği. Arçelik, Profilo, Vestel ve diğer uluslar arası şirketler
-
Otomobil. Tesla, Ford, TOGG, Volkswagen vb. Bu firmalar elektrikli araçlar konusunda yoğun Ar-Ge yapıyor.
-
İnternet. İnanılmaz! Google ve Facebook, veri merkezleri için daha verimli güç kaynağı oluşturmalarına yardımcı olması için güç elektroniği Mühendislerini işe alıyor.
Elektrik-Elektronik mühendisleri istihdam eden şirketlerin olduğu yerde, güç elektroniği mühendisleri için mutlaka iş pozisyonları vardır.
Güç Elektroniği Uygulamaları Nelerdir?
Güç elektroniği, teknoloji ile ilerleyen ve çeşitli icatlarla maliyet etkin hale gelen karmaşık olduğu kadar geniş bir konu olarak bilinmektedir. Faaliyetleri oldukça güvenilirdir ve endüstriyel, ticari, konut, askeri ve havacılık uygulamaları gibi çeşitli alanlarda genişlemektedir.
Güç elektroniği, endüstriyel otomasyon, enerji üretimi ve dönüşümü, çevre kirliliği kontrolü vb. gibi çeşitli teknolojik alanlarda sayısız kullanım gösterir.
Başlıca kullanım alanları şunlardır:
-
Endüstriler : Kimyasal işleme ekipmanlarında, kaynak, aydınlatma, galvanik kaplama, pompalar ve kompresörler, endüksiyonlu ısıtma, kazan, konveyörler, vinçler, elektromıknatıslar, elektrikli araçlar ve fırınlar vb.
-
Ev Aletleri : Buzdolapları, elektrikli süpürgeler, çamaşır makineleri, dikiş makineleri, kurutucular, karıştırıcılar ve öğütücüler, klima vb.
-
Ticari : Bilgisayarlar, elektrikli fanlar, otomatlar, ses yükselticiler, pil şarjları, fotokopi makineleri vb.
-
Medikal : Tıbbi alet ve makineler, fitness ve test makineleri vb.
-
Otomotiv ve Güvenlik sistemleri : Elektrikli araçlar, regülatörler, Radar/Sonar, Alarmlar vb.
-
Havacılık : Uydu sistemleri, uçak ve uzay araçları, uzay gemisi güç sistemleri vb.
-
Ulaşım : Motorlu araçlar, trenler, tramvaylar ve metrolar, lokomotifler, tramvaylar, asansörler, manyetik kaldırma vb.
-
Telekomünikasyon : DC güç kaynağı, UPS, kablosuz iletişim, vericiler ve alıcılar vb.
-
Güç sistemleri : Statik devre kesiciler, tristör kontrollü reaktörler, enerji depolama sistemleri, harmonik bastırma vb.
Burada, güç elektroniğinin kullanım açısından çok önemli bir gelişiminin, elektrikli cihazların elektriğinden tasarruf etme yeteneği olarak geldiğini belirtmelisiniz.
Günümüz dünyasının ev işlerinde ve endüstriyel ihtiyaçlarda insan yararına enerji tüketimine yöneldiğini biliyoruz.
Genel olarak, enerjinin çoğu, küresel ısınmaya neden olan fosil yakıtların yakılmasıyla elde edilir. Bu nedenle, elektrikli cihazlarda güç elektroniğinin kullanılması, elektrik tüketiminin azaltılmasına ve dolayısıyla verimliliğin artmasına yardımcı oluyor.
Güç elektroniği konusunda uzman olmak için ne öğrenmeliyim/okumalıyım?
Güç elektroniği!! Konular beni deli ediyor. Her şey Gücün dönüştürülmesiyle olur. Bence gelecek on yıla kadar hala; neredeyse her cihaz Güç Elektroniği dönüştürücüsüne sahip olacak.
Ustalık seviyesine yaklaşmak için aşağıdan yukarıya yaklaşımı kullanın. Yani; temelden en üst seviyeye kadar öğrenmek demektir.
İlk öğrenilecek şeyler:
Güç Elektroniğinin Diğer Disiplinlerle İlişkisini düşündüğümüzde; Güç elektroniği, elektrik enerjisi mühendisliğinin önemli bir alanı olarak ortaya çıkmıştır ve yarı iletken fiziği, devre teorisi, analog ve dijital elektronik gibi çeşitli diğer disiplinlerle yakın ilişkisini göstermektedir. Bunlarla birlikte analog ve dijital kontrol sistemleri, elektrik makineleri ve güç sistemleri, elektromıknatıslar ve elektrik makineleri vb.
Güç Yarı İletken komponentleri, Güç Elektroniğinin kalbidir. Bu yüzden bu komponentlerin nasıl çalıştığını anlamak için çaba göstermelisiniz, SCR, IGBT, BJT, MOSFET. Ayrıca bu cihazları komponentleri korumak için Gate sürücü devrelerini, turnon/turn off ve sönümleyici (snubber) öğrenmeniz gerekir. Cihaz derecelendirmeleri (device ratings), anahtarlama kayıpları (switching losses).
İkinci öğrenilecek şeyler:
Güç Elektroniği Sektörünün tamamını cihaza koyarsak 4 kategoride olacaktır;
-
AC/DC,
-
DC/DC,
-
DC/AC,
-
AC/AC.
Bu kategorilerin her birinde temel dönüştürücüleri ve çalışma prensiplerini öğrenmeniz gerekir. Bu ilkeler, ön uç araştırmalarında yeni dönüştürücüler öğrenmenize yardımcı olacaktır (temel ilkeler aynı olduğu için)
Üçüncü öğrenilecek şeyler:
Modülasyon teknikleri ve kontrol. Çok çeşitli kontrol ve modülasyon tekniklerini bilmeniz gerekir.
Dördüncü öğrenilecek şeyler:
Öğrendiklerinizi gerçek dünya uygulamalarında uygulama zamanı.
-
Motor kontrolü.
-
Regüleli Güç Kaynakları.
-
Anahtarlamalı Güç kaynakları (Switched Mode Power Supplies)
-
Daha fazlası.
Güç elektroniği çalışmak neden bu kadar zor?
Güç elektroniği zor bir konu mu? Bak işte bu tamamen sana bağlı. Aslında bazı arkadaşlarım çok zor diye karşılaştırma yapıyor ama inanın ya da inanmayın bu benim en sevdiğim konu diyebilirim. Bu yüzden her zorluğunun üstesinden gelmeyi başardım.
Ne yazık ki, güç elektroniğini anlamak için önce cihaz özelliklerini ve bunların birçok ve çeşitli özelliklerinden nasıl yararlanılacağını öğrenmek gerekir.
Emeksiz yemek olmaz. Bazı küçük devreler / projelerle oynamaya başlayın ve onları çalıştırın. Kontrol için önce analog, sonra dijital, ardından mikroişlemci ara yüzünü başlatın. GERÇEKTEN BİR ŞEY YAPMALISINIZ.
Güç elektroniğini çok zor bir konu gibi gösterebilecek birçok neden olabilir;
-
Biraz ilginiz var ya da hiç yok.
-
Devre teorisini iyi anlamıyorsunuz. İndüktör, kapasitör dinamikleri sizi hala korkutuyor. Belki; içine masum bir diyot attığınızda, bu bir korku hikayesine dönüşüyor.
-
Muhtemelen size öğreten öğreticilerin, konuyla ilgili iyi bir becerisi olmayabilir veya çok basit terimlerle ifade kabiliyeti olmayabilir.
-
Henüz basit ve kolay öğrenme kaynaklarına maruz kalmadınız.
Güç elektroniğini anlamanın ve ustalaşmanın en iyi yolu nedir?
Güç elektroniğini öğrenmek ve ustalaşmak istiyorsanız, güç elektroniğine verimli bir şekilde daha fazla zaman ayırmaya çalışın. Bu, her şeyi öğrenmenin ve ustalaşmanın anahtarıdır.
Şimdi soru, güç elektroniğine verimli bir şekilde nasıl zaman harcanacağıdır. Üç şey yapabilirsiniz: okuyun, düşünün ve uygulayın (simülasyon veya donanım yoluyla) .
İlk adım okumaktır.
Devre teorisi, enerji depolama elemanları (L ve C) ve enerji tüketen elemanlar (R) hakkında temellerinizi netleştirin.
Dinamiklerine çok güvenin. Size L, R ve C içeren herhangi bir devre verilirse, onu analiz edebilmelisiniz.
Ardından Güç elektroniği gibi herhangi bir standart güç elektroniği kitabını okuyabilirsiniz
Öncelikle ilgi göstermen lazım...
Güç elektroniği temel olarak Elektrik-Elektronik şubesi içindir ve güç elektroniği makine ve güç sisteminden daha kolaydır.
Herhangi bir kitabı takip edin ve temelden başlayın, yani cihazlardan başlayıp faz kontrollü doğrultucuya (phase controlled rectifier), chopper ve son invertöre gidin. Bu şekilde müfredat ile ilgili güç elektroniğinin içeriğini kapsayabilirsiniz.
Konuyu belirli bir süre içinde tamamlamak için bir plan yapın.
Bir dalga şekli çizmeyi ve onunla oynamayı alışkanlık haline getirin.
Şimdi, güç elektroniği temellerini öğrenirken, öğrendiklerinizi devre teorisi temellerinizle ilişkilendirmeniz gerekir.
Güç elektroniği devrelerinin nasıl çalıştığı ve belirli dalga biçimlerinin nasıl üretildiği hakkında daha fazla düşünmeye çalışın.
Devredeki belirli bir devre parametresini değiştirirseniz, bunun yanıt sistemini nasıl etkileyeceği.
Son kısım ise uygulamaktır. Donanım uygulaması zaman alıcı ve pahalıdır ancak PSPICE, LTSPICE, MULTISIM vb. gibi yazılımlarda her zaman simülasyon yapabilirsiniz.
Simüle etmenize yardımcı olacak birçok örnek ve öğretici var. Diyelim ki öğrendiğiniz şeyi güç elektroniği devresi olarak simüle etmenizi öneririm. Bilginizi ve anlayışınızı kalıcı bir seviyeye derinleştirecektir. İnanın bu konuda simülasyon yapmak çok eğlenceli. Umarım, güç elektroniğine aşık olacağınız kısım burasıdır.
Donanım parçalarına erişiminiz varsa, donanım uygulamalarına da gidebilirsiniz. Bir laboratuvarda veya finanse edilen projelerde çalışmıyorsanız, bu kısım aslında pahalıdır. Ama merak etmeyin. Simülasyonlarla oynayın, birkaç parametreyi değiştirin, tepkinin nasıl değiştiğini gözlemleyin ve neden oluyor gibi kendinizi sorgulamaya çalışın.
Yukarıdaki prosedürleri takip ederek güç elektroniğine ne kadar çok zaman harcarsanız, o kadar çok şey öğrenebilir ve ustalığa doğru ilerleyebilirsiniz.
Güç elektroniği öğrenmekle ilgileniyorsanız, başlamak için bir yöntem var. Bu yönteme başlamazsanız, güç elektroniğini ilgiyle öğrenemezsiniz. Önce Mikro denetleyiciyi kullanmayı öğrenin.
Aşağıdaki adımları uygulayın;
1.) C dilini kullanarak Mikro denetleyici çıkışına bağlı LED'leri kontrol edin. Bunun için C programlamada usta olmanıza gerek yok.
Birkaç satır program yazmanız gerekebilir;
a. AÇMA/KAPAMA kontrolü
b. Yanıp Sönme Kontrolü
c. Parlak/Dim kontrolü
2.) Mikro denetleyiciye bağlı anahtarları izleyin.
3.) DC motorları (12V/24V) kontrol edin
4.) AC motorları elektronik olarak kontrol edin. (12V/24V)
5.) Motor Hızı, Isı, Tork benzeri parametreyi ölçün.
6.) Şimdi yükü değiştirin ve hızı ve torku korumaya çalışın.
7.) Giriş voltaj aralığının tümünde test yapın.
8.) Tüm yük aralığında test yapın
Bütün bunları kendi başınıza yapmanız gerekiyor. Bu, Güç elektroniği öğrenmek için ön koşuldur.
Evde güç elektroniği çalışabilir miyim?
Tabii ki, herhangi bir konuyu evden çalışabilirsiniz. Güç elektroniği, olgun bir teknoloji olarak, birkaç büyük açık çevrimiçi kursa (Coursera ve NPTEL), YouTube'da video eğitimlerine, popüler referans kitaplarına (Mohammed Rashid, Ned Mohan) ve çevrimiçi olarak sunulan tasarım uygulama notlarına (unitrode, TI) sahiptir. Bununla birlikte, devredeki karmaşıklıkları gerçekten takdir etmek için, sistemi bir laboratuarda tasarlamak, donatmak ve test etmek gerekir.
Güç Uygulamalarında Kullanılan Yarıiletkenler ve uygulamaları
Bir yarı iletken; genellikle, herhangi bir teknolojinin en önemli yönüdür ve herhangi bir elektronik cihazın temel bir bileşenidir.
Bugün güç elektroniği endüstrisinde kullanılan yarı iletkenlerin bazı genel uygulamaları şunlardır:
-
Triyaklar (Triacs): faz kontrolü, statik bir anahtar olarak da ilk uygulamadır.
-
Silikon kontrollü doğrultucu (SCR:Silicon controlled rectifier): röle kontrolleri, zaman geciktirme devreleri, regüle güç kaynakları, statik anahtarlar, motor kontrolleri, kıyıcılar, invertörler, siklo dönüştürücüler, akü şarj cihazı için regülatörler, koruma devreleri, aydınlatma kontrolü, ısıtıcı kontrolleri ve faz kontrolleri.
-
Bipolar bağlantı transistörleri (BJT'ler: Bipolar junction transistors): amplifikatörler, osilatörler, multivibratörler, zamanlayıcılar ve gecikme süresi devreleri ve anahtarlama cihazları.
-
Unijunction transistör (UJT: Unijunction transistor): osilatörler, açma devreleri, testere dişi üreteçleri, faz kontrolleri, zamanlama devreleri, iki durumlu ağlar ve düzenlenmiş voltaj veya akım kaynakları.
-
Metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör ( MOSFET: Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor ): radyo frekansı güç amplifikatörleri, anahtarlamalı güç kaynakları , güç dönüştürücüler, aydınlatma kontrolü, motor kontrolü, kıyıcılar ve voltaj regülatörleri.
-
Gate kapatma anahtarı (GTO:Gate turn-OFF switch): sayaçlar, darbe üreteçleri, multivibratörler ve voltaj regülatörleri.
-
MOS Kontrollü Tristör (MCT:MOS Controlled Thyristor): yüksek güçlü, yumuşak anahtarlamalı dönüştürücüler, akıllı silahlar, devre kesiciler ve elektrikli araçlar.
-
Yalıtılmış Gate' li iki kutuplu bağlantı transistörü ( IGBT:Insulated-gate bipolar junction transistor): motor sürücüleri, UPS, anahtarlamalı güç kaynakları, cer motoru kontrolü, endüksiyonlu ısıtma ve invertörler
Güç elektroniği bize; büyük miktarda enerjiyi, artan verimlilikle şekillendirme ve kontrol etme yeteneği verir.
Güç Dönüştürücü Türleri
Statik Güç dönüştürücüler, güç dönüşümünü oldukça verimli bir şekilde gerçekleştirir. Güç elektroniği anahtarları, indüktörler ve kapasitörler gibi bileşenlere sahip katı hal (solid-state) aygıtlarına sahiptir.
Genel olarak, indüktörler ve kapasitörler, dirençlere kıyasla ihmal edilebilir güç kaybı özellikleri sergiler.
Güç dönüştürücülerin sınıflandırılması aşağıdaki gibidir :
AC - DC Dönüştürücüler
Giriş AC sinyalini DC' ye değiştiren bir dönüştürücü türü, AC- DC dönüştürücü olarak bilinir.
AC sinyalini DC sinyaline çeviren cihazların doğrultucu olarak bilindiğini temel elektronikte öğrenmiştik .
AC'den DC'ye Dönüştürücü ayrıca şu şekilde sınıflandırılır :
Diyot Doğrultucular : Bu doğrultucu devre, uygulanan ac giriş voltajını sabit bir dc voltajına dönüştürür. Girişte tek fazlı veya üç fazlı ac sinyali uygulanır. Bunlar esas olarak elektrik çekişinde ve pil şarjı ve güç kaynağı ile birlikte elektrokaplama gibi elektrokimyasal işlemlerde kullanılır. Bunlar ayrıca kaynak ve UPS ile ilgili hizmetlerde de kullanılır.
Faz Kontrollü Doğrultucular : Diyot doğrultuculardan farklı olarak, faz kontrollü doğrultucular, sabit bir ac sinyal voltajını değişken bir dc voltajına dönüştürmek için tasarlanmıştır. Burada hat voltajı doğrultucuyu çalıştırır, bu nedenle bunlar bazen hat değiştirmeli ac'den dc'ye dönüştürücüler olarak bilinir. Diyot doğrultuculara benzer şekilde, burada da uygulanan ac sinyali tek fazlı veya üç fazlı ac sinyali olabilir. Başlıca uygulamaları dc sürücüler, HVDC sistemleri, kompansatörler, metalurji ve kimya endüstrilerinin yanı sıra senkron makineler için uyarma sistemlerindedir.
DC - DC Dönüştürücüler
Girişte bulunan sabit frekanslı dc sinyalini çıkışta değişken dc sinyaline dönüştüren dönüştürücülere kıyıcılar (choppers) da denir .
Burada elde edilen çıkış dc voltajı, kaynak voltajından farklı bir genliğe sahip olabilir.
Genel olarak güç transistörleri, MOSFET' ler ve tristörler, imalatları için kullanılan yarı iletken cihazlardır.
Çıkış, bu yarı iletken cihazları bir kontrol ünitesinden kontrol eden düşük güç sinyali ile kontrol edilir. Burada yarı iletken cihazı kapatmak için zorunlu AÇMA/KAPAMA (ON/OFF) gereklidir.
Genellikle düşük güç devrelerinde güç transistörleri, yüksek güç devrelerinde ise tristörler kullanılır.
DC-DC çeviriciler, kendilerine uygulanan AÇMA/KAPAMA tipine ve güç akışının yönüne göre sınıflandırılır.
DC-DC çeviricilerin bazı önemli kullanımları; DC sürücüler (dc drives), SMPS, elektrikle ve pille çalışan araçlar vb.
DC - AC Dönüştürücüler
DC sinyalini ac sinyaline dönüştürmek için tasarlanmış cihazlar, invertörler olarak bilinir .
Uygulanan giriş, pillerden elde edilebilen sabit bir dc voltajıdır, ancak elde edilen çıkış değişken ac voltajıdır.
Elde edilen sinyalin voltajı ve frekansı değişken niteliktedir. Burada yarı iletken cihaz, yani tristör, hat, yük veya zorlamalı ON/OFF kullanılarak kapatılır. Böylece, invertörlerin kullanılmasıyla; sabit bir dc voltajın, değişken frekanslı bir AC voltajına dönüştürüldüğü söylenebilir.
Genel olarak, üretimi için kullanılan yarı iletken cihazlar, güç transistörleri, MOSFET' ler, IGBT, GTO, tristörler vb.
İnvertörler; esas olarak UPS, uçak ve uzay güç kaynakları ile birlikte asenkron motor ve senkron motor sürücülerinde uygulama bulur.
Yüksek voltajlı dc iletim sistemlerinde, endüksiyon ısıtma beslemeleri, fotoğraf kamerasındaki el feneri, deşarj sistemleri, mobil nitelikteki düşük güçlü sistemler, çok yüksek güçlü endüstriyel sistemlere kadar kullanım alanı bulur.
DC-DC' ler gibi; invertörlerde de yüksek güç uygulamalarında geleneksel tristörler, düşük güç uygulamalarında güç transistörleri kullanılmaktadır.
AC - AC Dönüştürücüler
Bir ac'den ac'ye dönüştürücü, sabit frekansın ac sinyalini değişken bir ac çıkış voltajına dönüştürmek için tasarlanmıştır.
Aşağıdaki gibi AC-AC dönüştürücülerin iki sınıflandırması vardır :
Cycloconverters : Bir siklokonvertör, sabit voltajlı ve tek frekanslı ac beslemesini farklı frekansların yanı sıra değişken voltajlı bir ac çıkış voltajına dönüştürmek için kullanılan bir cihazdır. Ancak burada elde edilen değişken ac sinyal frekansı, uygulanan ac giriş sinyalinin frekansından daha düşüktür. Tek aşamalı dönüşümü benimser.
Bunlar esas olarak döner fırın, çoklu MW ac motor sürücüleri vb. gibi yavaş hızlı büyük AC çekiş sürücülerinde uygulama bulur.
AC Voltaj Kontrolörleri (AC voltaj regülatörleri) : Sabit voltajın uygulanan ac sinyalini, giriş frekansıyla aynı frekansta değişken bir ac voltaj sinyaline dönüştürmek için tasarlanmış dönüştürücülerdir. Bu kontrolörlerin çalışması için antiparalel düzende iki tristör kullanılır. Her iki cihazı da kapatmak için hat ON/OFF kullanılır. Atış açısı gecikmesini değiştirerek çıkış voltajının kontrolünü sağlar.
AC voltaj kontrolörlerinin başlıca uygulamaları; aydınlatma kontrolü, elektronik kademe değiştiriciler, büyük fanların ve pompaların hız kontrolüdür.
Güç elektroniği için en iyi simülasyon yazılımı ve/veya yazılımları nelerdir?
Modern güç elektroniği sistemleri, hedef ortamlarının güvenilirliği ve güvenliği için kritik olmakla birlikte, tipik olarak karmaşık tasarımları içerir.
Dahili bileşenlerinin karmaşık etkileşimleri ve davranışları nedeniyle, simülasyon genellikle performanslarını tahmin etmenin tek yoludur.
Güç elektroniği sisteminiz, ürününüzün başarısına önemli ölçüde katkıda bulunur; elektriksel gürültüye neden olmadan veya duyarlı olmadan yük noktalarına doğru voltajları, akımları ve dalga biçimlerini güvenilir bir şekilde iletmelidir.
Özellikle yüksek voltaj ve akımlarda çalışıyorsa, önemli güvenlik gereksinimleri de taşır.
Bileşenler çok yüksek sıcaklıklara çok hızlı bir şekilde ulaşabildiğinden, termal yönetim herhangi bir güç elektroniği sisteminde bir başka endişe kaynağıdır.
Ek olarak, anahtarlamalı regülatörlerdeki gürültü, özellikle bu regülatörler yüksek akımda çalıştığında, düşük seviyeli aşağı akım dijital bileşenlerde istenmeyen anahtarlamaya neden olabilir. Ancak modern güç elektroniği sistemleri, gerilim kaynakları, yükler, güç yarı iletkenleri ve kontrol devreleri arasında güçlü bir etkileşim sergiler. Bu eleman etkileşimi, güç yarı iletkenlerinin doğrusal olmayan davranışı ve devrenin zaman sabitlerinin farklı büyüklükleri nedeniyle karmaşıktır. Bu karmaşıklık nedeniyle simülasyon, prototip oluşturmadan önce güç elektroniği sistemlerinin davranışını incelemenin neredeyse tek yoludur.
Piyasada birçok elektronik simülatörü mevcuttur, peki güç elektroniği projeleri için en iyisi hangisi?
Veya herhangi bir paketin her açıdan en iyi olmasını beklemek mantıksız olacağından, daha faydalı bir soru şudur:
Projem için en uygun seçimi nasıl belirleyebilirim? Bunun cevabı aşağıdaki faktörlerden etkilenir:
-
Birçok simülatör, güç elektroniğinin sadece bir alt kümesi olduğu her tür elektronik devre için tasarlanmıştır.
-
Tersine, daha özel paketler mevcuttur. Bunlar tipik olarak otomobiller için güç elektroniği tasarımları veya komple rüzgar çiftlikleri veya fotovoltaik (PV) kurulumları gibi daha yüksek seviyeli sistemler içindir.
-
Bu nedenle ilk adım, spesifikasyonlarının proje türünüzle ne kadar uyumlu olduğuna bağlı olarak projeniz için bir veya daha fazla aday belirlemek olabilir.
-
Bu seçime olan güven, uygulamada ne kadar iyi performans gösterdiğine dair mevcut herhangi bir içgörü ile önemli ölçüde artacaktır.
Bir güç elektroniği simülasyonunda neler incelenmeli?
PSPICE simülatörünü tedarik eden Cadence PCB Solutions, bu sorunun cevabının inşa ettiğiniz sistemin türüne bağlı olduğunu tavsiye ediyor.
Farklı regülatörler ve diğer güç sistemleri, bileşenlerin doğru seçilmesini sağlamak için farklı tasarımlar ve farklı simülasyonlar gerektirir.
Genel olarak, herhangi bir güç elektroniği sisteminin aşağıdaki yönlerini simüle etmeniz gerekir:
-
Ortalama (Avarage) çıkış voltajı/akımı ile giriş voltajı/akımı karşılaştırması. Tasarımınızın güç aktarım özellikleri, sistemdeki giriş ve çıkış gerilimleri/akımları karşılaştırılarak belirlenebilir.
-
Doğrusallık (Linearity). Güç elektroniği sistemleri, çıkış ve girişin lineer bir fonksiyonla ilişkili olduğu bir aralığa sahip olacaktır. Sisteme bağlanabilecek en küçük yükü (yani en büyük akımı) incelemeniz gerektiğinden, bu farklı yükler için simüle edilmelidir.
-
Dalgalanma (Ripple). Güç Faktörü Düzeltme (PFC:Power Factor Correction) devreleri, anahtarlama düzenleyicileri, doğrultucular ve diğer devreler, düz bir DC çıkışı üretmeyecektir. Devrede anahtarlama veya doğrultma elemanları bulunduğunda çıkışta bir miktar dalgalanma olacaktır. Dalgalanma normalde ortalama çıkış voltajının/akımının yüzdesi olarak ölçülür.
-
Buck or boost fonksiyonelliğini artırın. Anahtarlamalı DC-DC dönüştürücüler ve PFC devreleri, buck (step-down) veya boost (step-up) işlevselliği sağlayan farklı topolojilere sahiptir. Dönüştürücü topolojiniz için standart formüllere göre görev döngüsündeki (duty) değişikliklerle çıkışın değiştiğini doğrulamanız gerekecektir.
Popüler simülasyon paketleri
PSIM:
Powersim Inc' den PSIM, özellikle güç elektroniği ve motor sürücüleri için tasarlanmış modüler bir pakettir.
Hedef sistemler, karmaşık motor sürücülerinden tamamen gerçekleştirilmiş hibrit elektrikli araç (HEV) sistemlerine kadar uzanır.
Geniş modül seçenekleri, sistemlerin gereksiz işlevsellik veya karmaşıklık olmadan tam olarak kullanıcıların gereksinimlerine göre yapılandırılabileceği anlamına gelir.
PSIM' in modülleri, TI kitleri, JMAG, Modelsim ve Simulink gibi diğer popüler platformlarla entegre olur.
-
Hızlı ve doğru simülasyonlar.
-
Termal simülasyon yeteneğine sahiptir.
-
Güç elektroniği için çok çeşitli modeller.
-
Ekonomik.
-
Yenilenebilir enerji sistemleri ve enerji depolama sistemleri için modelleri var.
-
Ücretli yazılım
-
Diğer ürünlere kıyasla daha az test ekipmanı.
PSCAD
PSCAD , elektromanyetik geçiş simülasyonu dahil ederken güç sistemlerinizi oluşturmanıza, simüle etmenize ve modellemenize olanak tanır.
Sistem modülleri kütüphanesi, basit pasif elemanlardan ve kontrol işlevlerinden elektrikli makinelere ve diğer karmaşık cihazlara kadar uzanır.
Uygulamalar rüzgar, güneş ve dağıtılmış üretim, koruma ve röleleri ve ekipman arıza analizini içerir.
MATLAB Simulink
MATLAB, mühendisler ve bilim adamları için özel olarak tasarlanmış bir programlama platformudur.
Verileri analiz etmek, algoritmalar geliştirmek, modeller ve uygulamalar oluşturmak için kullanılır.
MATLAB ve Simulink, sisteminizi bir simülasyon ortamında tasarlamak için metinsel ve grafiksel programlamayı birleştirmek için birlikte kullanılabilir .
Simülasyonu yönlendirmek ve binlerce simülasyonu paralel olarak çalıştırmak için giriş veri kümeleri oluşturmak için MATLAB'ı kullanabilirsiniz.
Ardından verileri MATLAB'ta analiz edebilir ve görselleştirebilirsiniz.
Güç Elektroniği Kontrol Tasarımı için Simulink, motorlar, güç dönüştürücüler ve pil sistemleri için dijital kontrol tasarlamanıza ve uygulamanıza yardımcı olur.
ORCAD ve PSPICE
Her iki paket de Cadence'de mevcuttur. OrCAD PCB tasarım çözümleri, tam entegre ön uç tasarımı, analog/karma sinyal simülasyonu, sinyal bütünlüğü analizi ve yer ve rota teknolojileri sunar.
PSPICE, eksiksiz bir devre simülasyonu ve doğrulama çözümü sunar. Çok çeşitli kart düzeyinde modeller tarafından desteklenen doğru analog ve karışık sinyal simülasyonlarını içerir.
PSPICE, dinamik elektromekanik sistemlerin çok alanlı simülasyonları için verilerin analizi ve görselleştirilmesi için MATLAB Simulink ile birlikte kullanılabilir.
PLECS
PLECS; Plexim araçları, güç elektroniği mühendisliğinin birçok disiplinine uygulanabilir.
Yukarıdan aşağıya bir yaklaşım göz önünde bulundurularak tasarlanan PLECS, güç kaynakları, güç dönüştürücüler ve yükler dahil olmak üzere tüm sistemlerin modellenmesini ve simülasyonunu kolaylaştırır.
PLECS ile birlikte, güç dönüştürme sistemlerinin ve kontrollerinin elektriksel, manyetik, termal ve mekanik yönlerini kapsayan kapsamlı bir bileşen kitaplığı bulunur.
Güç elektroniği devreleri, elektrik mühendisleri için tanıdık ve sezgisel bir şekilde şematik bir düzenleyici ile yakalanır.
Yarı iletkenler, indüktörler ve kapasitörler gibi tipik güç elektroniği bileşenleri devre şemasına yerleştirilir ve teller ile bağlanır.
SPICE
1973'te Berkeley'deki California Üniversitesi'nde geliştirilen SPICE. LTspice (Analog Cihazlardan Ücretsiz Yazılım) ve Cadence'den PSPICE dahil olmak üzere daha sonraki birçok ticari sürümün atasıydı. Ayrıca birçok açık kaynak ve akademik devamlılık mevcuttur.
SPICE (“Tümleşik Devre Vurgulu Simülasyon Programı / Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis”) genel amaçlı, açık kaynaklı bir analog elektronik devre simülatörüdür.
Devre tasarımlarının bütünlüğünü kontrol etmek ve devre davranışını tahmin etmek için entegre devre ve kart düzeyinde tasarımda kullanılan bir programdır.
LTspice
Analog Devices' LTspice , analog devrelerin simülasyonunu kolaylaştırmak için geliştirmeler ve modeller içeren yüksek performanslı bir SPICE simülasyon yazılımı, şematik yakalama ve dalga biçimi görüntüleyicidir.
LTspice'in indirilmesine, Analog Devices anahtarlama düzenleyicileri ve amplifikatörlerinin çoğu için makro modeller ve ayrıca genel devre simülasyonu için bir cihaz kitaplığı dahildir.
SPICE' ta yapılan geliştirmeler, normal SPICE simülatörlerine kıyasla anahtarlama düzenleyicilerinin simülasyonunu son derece hızlı hale getirerek, çoğu anahtarlama düzenleyicisi için dalga biçimlerini yalnızca birkaç dakika içinde görüntülemenize olanak tanır.
-
Yazılım, kullanımında herhangi bir sınırlama olmaksızın ücretsizdir.
-
Doğru sonuçlar verir.
-
Hızlı simülasyonlara sahiptir.
-
PCB editörü yoktur.
LTpowerCAD ve LTpowerPlanner
LTpowerCAD® programı, güç kaynağı tasarımını önemli ölçüde kolaylaştırabilen eksiksiz bir güç kaynağı tasarım aracıdır.
Analog Devices güç ürünleri ile kullanıcının uygulamasına özel bileşen değerleri ve performans tahminleri için öneriler sunar.
LTpowerCAD platformuna ayrıca sistem düzeyinde bir güç mimarisi tasarım aracı olan LTpowerPlanner® dahildir.
LTpowerCAD içindeki LTpowerPlanner aracı, tasarımcıların sistem düzeyinde güç ağaçları oluşturmasını, karşılaştırmasını ve optimize etmesini sağlar.
Bir LTpowerCAD tasarımı, daha fazla zaman alanı simülasyonları için LTspice'e aktarılabilir.
-
Kullanıcının tedarik özelliklerine göre parça arama
-
Kullanıcıyı devre bileşenlerini tasarlaması ve optimize etmesi için yönlendirin
-
Verimlilik, geri bildirim döngüsü ve geçici performanslar sağlayın
-
Tasarımın ayrıntılı bir özetini sağlayın
-
Daha fazla simülasyon için tasarımı LTspice®'e aktarın
-
LTpowerPlanner kullanarak sistem düzeyinde güç ağacı tasarımları ve optimizasyonları
NI MultiSim
Bu yazılım büyük ölçüde eğitim kurumları tarafından analog, dijital ve güç elektroniği devrelerinin öğretimi ve araştırılması için kullanılmaktadır.
Gerçek dünya testleriyle karşılaştırılabilir yüksek doğrulukta sonuçlar veren orijinal SPICE tabanlı simülasyon yazılımını kullanır.
-
Simülasyon sonuçları çok doğrudur.
-
Çok sayıda test cihazı.
-
35'ten fazla sanal enstrüman
-
55.000'den fazla bileşen
-
Çevrimiçi simülasyon mevcuttur.
-
Arayüzde gezinmek zor ve modası geçmiş görünüyor.
-
Masraflı.
-
Birçok mikrodenetleyici eksik.
-
Daha ucuz seçenek için sadece 4 sanal enstrüman mevcuttur.
EasyEDA
Bu, simülasyonlu web tabanlı bir EDA araç kitidir ve tamamen işlevseldir. Herhangi bir ticari lisansa sahip olmadığı için öğrenciler ve hobiler için idealdir. Bir malzeme listesi oluşturabilir, bir PCB editörüne sahiptir ve şemaları bir PCB'ye dönüştürebilir.
Üç paket sunan en ucuz simülasyon yazılımlarından biridir.
-
Fiyatı diğerlerine göre daha düşüktür.
-
Ticari olmayan lisans yoktur.
-
Sınırsız özel proje.
-
Herhangi bir yazılım yüklemeye gerek yoktur.
-
Sınırlı bileşenler.
-
İnternet bağlantısı gereklidir.
-
Sınırlı özelliklere sahiptir.
KiCAD
KiCAD, bazı ek avantajları olan ücretsiz bir yazılımdır. Kaynak kodunu düzenleyerek yazılımı istediğiniz gibi değiştirebilirsiniz. PCB'nin görselleştirilmesine izin veren bir 3D görüntüleyici ile birlikte gelir.
Ücretsiz bir SPICE aracı olan 'ngspice' kullanarak simülasyonları çalıştırır.
Kart boyutu, pin sayısı veya katman sayısı konusunda bir sınırı olmadığı için PCB düzenleri yapmak için harikadır.
-
Sınırsız ücretsiz yazılım.
-
Güçlü 3D görüntüleyici
-
Tahta boyutunda veya katman sayısında sınırlama yoktur.
-
Otomatik yönlendirme özelliği yok.
-
Karmaşık bileşen kitaplığı.
CEDAR Logic Simulator
Bu açık kaynaklı bir devre tasarımı ve simülasyon yazılımıdır. Devre simülasyonu, analizi ve tasarımı için kullanılabilir. Dirençler, kapasitörler, indüktörler, diyotlar, transistörler (BJT ve FET), op amperler, karşılaştırıcılar ve Z80 mikroişlemciler gibi çeşitli cihazlardan devreler oluşturmanıza olanak tanır.
Standart şematik sembolleri kullanarak veya bileşenin parametrelerini doğrudan girerek bunları bir devreye ekleyebilirsiniz. Daha sonra bir devrenin herhangi bir noktasındaki çıkış voltajını veya akımını belirlemek için bir simülasyon çalıştırabilirsiniz. Simülasyonlarınızın sonuçları, yerleşik yazıcı desteğini kullanarak yazdırabileceğiniz grafikler üzerinde çizilir.
-
Ücretsiz yazılım.
-
.ic devre formatını destekler.
-
Diğer simülatörler kadar hızlı değil.
-
Minimum bileşenler.
Tina TI
Tina-TI, yalnızca devre tasarlama ve simüle etme yeteneğine sahip değil, aynı zamanda simülasyonu çalıştırmadan önce devrede hatalar olup olmadığını kontrol etmenizi sağlayan ücretsiz bir devre simülasyon yazılımıdır. Bunun üzerine DC, AC, Transient ve Fourier analizlerini gerçekleştirebilirsiniz.
Ayrıca devre tasarımı için ihtiyacınız olan hemen hemen tüm bileşenleri bulacaksınız.
-
Harika analiz araçlarına sahiptir.
-
Simülasyonu çalıştırmadan önce hata denetimi.
-
Sezgisel şematik giriş ve yakalama ekranı.
-
Diğer ürünlere kıyasla sınırlı bileşenler mevcuttur.
WEBENCH® Power Designer (Texas Instrument tool)
WEBENCH® Power Designer, gereksinimlerinize göre özelleştirilmiş güç kaynağı devreleri oluşturur. Ortam, tasarım sürecinin tüm aşamalarında size zaman kazandıran uçtan uca güç kaynağı tasarım yetenekleri sunar.
WEBENCH Power Designer, pil yönetiminizi, LED aydınlatmanızı, işlemcinizi ve FPGA gücünü veya raydan hat DCDC tasarımlarınızı desteklemek için çeşitli güç sistemlerini ve alt sistemleri destekler.
WEBENCH Power Designer, en küçük nanogüç modüllerinden yüksek güçlü flyback kontrolörlerine kadar malzeme listenizi özelleştirmeyi kolay ve sezgisel hale getirir.
WEBENCH ortamı, belirli güç kaynağı tasarım gereksinimlerini karşılamak için güç kaynakları veya dönüştürücüler oluşturmak için uçtan uca güç kaynağı tasarımı ve prototip oluşturma araçları sağlar. Bir güç kaynağı için giriş voltajını, çıkış voltajını ve çıkış akımını tanımlayın. WEBENCH Görüntüleyici arayüzünde saniyeler içinde tüm olası eksiksiz çözümler arasından seçim yapın.
REDEXPERT
Würth Elektronik ücretsiz EMI filtre tasarım aracı sunuyor. Würth Elektronik'ten REDEXPERT, bileşen üreticisinin müşterilerini uygun bileşenleri seçmede destekleyen, ölçülen değerlere dayalı hassas bir simülasyon platformudur. Şimdi, EMI Filter Designer ile elektromanyetik parazite karşı filtreler geliştirmek için kullanıcı dostu bir fonksiyon eklendi. Aracın sürekli olarak genişletilecek olan ilk versiyonunda, DC-DC dönüştürücüler için gerekli olanlar gibi iletilen diferansiyel parazit için ayrık düşük geçişli EMI filtreleri geliştirilebilir.
Giriş özelliklerini girdikten sonra, REDEXPERT EMI Filtre Tasarımcısı optimal kapasitörleri ve indüktörleri hesaplar ve uygun bir devre topolojisi çıkarır. Bu, kullanıcının bu aracı tasarlayan Würth Elektronik'teki EMC danışmanlarının bilgi birikiminden doğrudan faydalanmasını sağlar.
EMI Filtre Tasarımcısı, http://redexpert.we-online.com adresinde ücretsiz olarak kullanılabilir . Araçla belirlenen uygun bileşenlerin ücretsiz örnekleri, prototipleme için doğrudan buradan sipariş edilebilir.
Bir Anahtarlamalı Güç Kaynağında (SMPS), meydana gelen herhangi bir güç kaybının çoğu, anahtarlama ve manyetik kayıplar şeklindedir. Depolama/bağlı İndüktördeki çekirdekten ve sargılardan manyetik kayıp meydana gelir. Özellikle yeşil teknoloji çağında, güvenilir ve verimli sistemler tasarlamak için indüktör güç kaybının doğru bir şekilde belirlenmesi daha önemli hale gelmiştir. SMPS'deki çekirdek kayıpların tahmini, karmaşık ölçüm kurulumları gerektirebilir, ancak tahminin belirli bir uygulamayla ilgili olup olmadığı garanti edilemez.
Tarihsel olarak, çekirdek kayıplar Steinmetz denklemi kullanılarak ve son zamanlarda Steinmetz denklemlerinin genişletilmesiyle hesaplanır. Bu denklemler, yalnızca belirli koşullar veya malzemeler için kayıpları güvenilir bir şekilde tahmin edebilir. Bu nedenle, Würth Elektronik eiSos, çekirdek kayıpları etkin ve doğru bir şekilde belirlemek için son teknoloji ürünü yeni bir model geliştirmiştir. Bu model şimdi yeni tasarım aracımız REDEXPERT'te uygulanmış.
Würth Elektronik REDEXPERT, hassas karşılaştırma için güç indüktörlerini simüle eden çevrimiçi bir yazılım aracıdır. Bu kullanımı kolay yazılım çözümü, kullanıcıların tam AC kayıplarını hesaplamak için güç indüktörlerini seçmelerini sağlar. REDEXPERT'in hassasiyeti, bilinen sinüzoidal uyarımlı Steinmetz modellerinden ziyade bir anahtarlamalı kontrolör kurulumundaki güç indüktörlerinin ölçümlerinden elde edilir ve doğrulanır.
REDEXPERT ile belirlenen kayıplar, uygulamalarda tipik olan akım ve gerilim dalga biçimlerine dayanmaktadır. Çekirdek ve sargı kayıplarının yanı sıra Wurth Electronics, hava boşluğu gibi endüktansın belirli geometrilerinden kaynaklanan kayıpları da içerir.
REDEXPERT AC kayıp modelinin özellikle öne çıkan özellikleri, yüzde 10'dan yüzde 90'a kadar desteklenen görev döngüleri aralığı ve 10kHz ila 10MHz arasındaki anahtarlama frekansı aralığıdır. Bu, REDEXPERT AC kayıp modeline daha önce ulaşılmamış bir hassasiyet verir.
idealCircuit
Bu yazılım hem elektrik hem de elektronik devre simülasyonu yapabilir. Simülasyon için '.ic' formatında bir tasarım devresi yükleyebilirsiniz.
-
Gizli maliyetleri olmayan ücretsiz yazılım.
-
Devre performansı üzerindeki etkiyi test etmek için değişen parametre değerlerinin uygulanması
-
Farklı topolojiler arasında geçiş yapmak veya direnç ve kapasitör değerlerini değiştirmek gibi tasarım değişikliklerinin etkileri hakkında anında geri bildirim sağlayın
-
Yüksek hızda çalışırken devrenin boşta kalan kısımlarını kapatarak düşük güç modu ile güç tüketimini en aza indirin.
-
Çok fazla bileşen mevcut değil
Proteus
Mevcut en iyi ücretli devre simülasyon yazılımıdır. Bileşen kitaplığında 15 milyondan fazla parçanın yanı sıra Raspberry Pi mikro denetleyicileri, grup uzunluk eşleştirme, diferansiyel çift yönlendirme ve Arduino için uzaktan ön panel tasarımı gibi özelliklerle doludur.
Bu yazılım, yıllar içinde geliştirilmiş özellikleri sayesinde tasarım ve simülasyonları kolaylıkla yönetebilir.
-
Kütüphanede 15 milyondan fazla bileşen var
-
Raspberry Pi, PIC, Arduino gibi mikrodenetleyicilerin kullanılabilirliği
-
Çok çeşitli analiz araçları
-
Öğrenmesi kolay arayüz
-
Paketler son derece pahalıdır.
-
Yazılımın ücretsiz bir sürümü mevcut değildir.
NL5 Circuit Simulator
NL5 , ideal ve parçalı lineer bileşenlerle çalışan bir analog elektronik devre simülatörüdür.
NL5 Devre Simülatörü paketi, standart bir Windows Dinamik Bağlantılı Kitaplık (DLL) olan NL5 DLL içerir.
NL5 Devre Simülatörü tarafından oluşturulan devrelerin geçici simülasyonunu gerçekleştirir.
NL5 DLL, diğer uygulamalar ve araçlardan (MATLAB, Python, özel C/C++ kodu) başlatılan ve kontrol edilen bir analog simülatör olarak ve örneğin SystemVerilog simülatörleri gibi dijital simülasyon araçlarıyla çalışan bir analog yardımcı simülasyon aracı olarak kullanılabilir. (DPI arayüzü aracılığıyla)
COMSOL Multiphysics
Herhangi bir yapısal mekanik, ısı transferi, elektromanyetik, akustik, sıvı akışı, kimyasal reaksiyon olayı vb. kombinasyonunu modellemek için COMSOL Multiphysics simülasyon platformunu ve SolidWorks'ün eklenti ürünleri paketini kullanabilirsiniz.
Yazılım, herhangi bir simülasyonu yapmanızı sağlar. Kısmi diferansiyel denklemler (PDE'ler:partial differential equations) ile tanımlanabilen fizik tabanlı sistem.
LiveLink for SOLIDWORKS eklenti ürünü, COMSOL Multiphysics simülasyonlarınızı ve SOLIDWORKS yazılım tasarımlarınızı sorunsuz bir şekilde SOLIDWORKS yazılım modelleme ortamına entegre eder.
Synopsis'ten SaberEXP
SaberEXP , fiziksel sistemleri tasarlamak, modellemek ve simüle etmek için parçalı lineer bir platformdur.
Analog/güç elektroniği, elektronik güç üretimi/dönüşüm/dağıtım ve sistem/kablolama/tesisat tasarımı ve mekatronikteki uygulamalar için tam sistem sanal prototiplemeye olanak tanır.
Hızlı yakınsama ile ölçeklenebilir bir uygulama çözümü sunar.
İki forum firması güç elektroniği simülasyonu için en iyi yazılım hakkında kullanıcıların görüşlerini istemiş ve kıyaslama yaptığında aşağıdaki tablo durumu ortaya çıkmıştır. Bunun bilimsel bir araştırma olmadığını unutmayın; rakamlar istatistiksel doğruluk için çok küçük ve 'olumlu bir yorum' biraz olumlu bir ifadeden güçlü bir onaya kadar her şey olabilir. Ancak, bu sınırlamalar göz önünde bulundurularak, kullanıcıların sunulan simülasyon paketlerine ilişkin görüşlerinin bir göstergesini sunar.
Tablo: Popüler simülasyon paketlerinin sıralı listesi.
Kullanıcı deneyimi ve önemli çıkarımlar
İki ankete verilen yanıtları gözden geçirirken, bazı eğilimler ve birkaç güçlü yorum ortaya çıkmış görünüyor.
Bunlar, örnekteki sınırlı sayıda kullanıcıyla mümkün olduğu kadar, paketlerin kullanıcıların gözünde birbirleriyle nasıl karşılaştırıldığını göstermek için aşağıda özetlenmiştir.
-
PSCAD , yüksek voltaj ve güce sahip güç elektroniği için değerlidir.
-
ORCAD , daha sonraki donanım uygulamaları için yararlı olan geniş bir yarı gerçek bileşen kitaplığına sahiptir - bileşenlerin bulunması bazen zor olabilir.
-
MATLAB Simulink hızlı, kolay ve güvenilirdir ancak donanım uygulamasından sonra küçük hatalar üretebilir. Bu hatalar çoğu devre için ihmal edilebilir.
-
MATLAB, yalnızca elektronik devreler için PSPICE veya ORCAD ile karşılaştırıldığında güç elektroniği için daha iyidir.
-
Simulink, kontrol stratejilerini ve matematiksel modelleri uygulama yeteneği nedeniyle değerlidir.
-
SABER modelleme, daha sonra gerçek sistemler için satın alınabilecek bileşenleri kullanır. Simulink'ten daha doğru sonuçlar verir.
-
PLECS , Simulink'e dayanmaktadır, ancak kullanımı kolaydır ve iyi bir Octave ve komut dosyası arabirimi sunar.
-
COMSOL , elektromanyetik veya ısı transferi simülasyonu için iyidir.
-
Geleneksel SPICE tabanlı simülatörler, doğrusal olmayan bileşenlerin gerçek modellerini kullanarak doğru simülasyonu gerçekleştirmeye çalışır. Buna karşılık, NL5 , parçalı doğrusal (PWL) gösterimle birlikte net ve öngörülebilir davranış için daha basit, 'ideal' bileşenler kullanır. NL5 web sitesi, bu yaklaşımın ve avantajlarının ayrıntılı bir açıklamasını sunar.
-
LTspice , kısmen ücretsiz olduğu için popülerdir. Ek olarak, ilgilenilen cihazlar (MOSFET'ler, diyotlar, op-amp' lar, vb.) için ayrıntılı modellerle düşük seviyeli devre simülasyonu için iyidir. Aynı zamanda anahtarlamalı güç kaynaklarını da yönetir. LTspice, özellikle Linear Technology IC'leri kullanıyorsanız kullanışlıdır. Ayrıca Analog Devices, 2016 yılında Linear Technology'yi satın aldığından beri Analog Device parçaları için modeller ekliyor.
-
Birkaç anahtar ve basit bir kontrol stratejisi ile bir dönüştürücü simüle etmek istiyorsanız, PSIM' in hem tasarımda hem de simülasyonda kullanımı kolaydır. PSIM ayrıca iyi bir çözücüye sahiptir. Simulink, özellikle MATLAB ile, altı veya daha fazla anahtarlı dönüştürücüleri simüle etmek için daha iyi, kullanımı daha kolay bir seçim haline gelir. Ancak PSIM, MATLAB ve Simulink ile de kullanılabilir. PSIM'i MATLAB/Simulink ile karşılaştıran yayınlanmış bir teknik inceleme indirilebilir. İdeal güç dönüştürücüler için PSIM kullanın. İdeal olmayan türler için PSPICE kullanın. Güç elektroniği kontrol teknikleri için MATLAB/Simulink kullanın. PSIM, DC'den DC'ye dönüştürücüler ve PV uygulamaları için de değerlidir.
Sonuç olarak, doğru devre simülasyon yazılımını seçmek kolay değildir. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Tartışmadan, tüm ihtiyaçlarınıza uyan böyle bir yazılım olmadığı konusunda hemfikir olabiliriz. Gereksinimlerinize göre, pahalı özelliklere sahip yazılımlar ile sınırlı özelliklere sahip ücretsiz/daha ucuz çözümler arasında seçim yapabilirsiniz.
Güç elektroniği için en iyi kitap ve/veya kitaplar hangisidir?
Her şeyden önce: Okuyarak pek bir şey öğrenmiyorsunuz… Bu benim son yirmi yıllık gözlemim…
Mühendislik = Bir şeyler yapmak…
Bisiklete binmeyi öğrenmek istediğinizi düşünün… Kitap okuyarak öğrenebileceğinizi mi düşünüyorsunuz…
En İyi Kitap… En tatlı nedir, en güzel renk nedir diye sormak gibi… En iyi kitap diye bir şey yoktur… Yine de iyileriyle karşılaşabilirsiniz…
Bu konuda herhangi bir kişiyi, hatta bir kitabı takip etmeyin… hala takip etmeniz gerekiyorsa… yaptıklarını vaaz eden birini dinleyin… ve bu tür uygulamaların sonuçlarını beğendiyseniz…
Bir kitap okuyun, eğer yazar yeterince endüstri deneyimine veya maruziyete sahipse… Ne yazık ki, çoğu sadece aşk için yazmıyor!
Güç Elektroniği İçin Önerilen Kitap Listesi
Güç Elektroniği, Elektrik Mühendisliğinin en derin konularından biridir ve anlaşılması biraz zor kabul edilir. Ancak öğrenmeyi biraz daha kolaylaştırmak için, aşağıdaki gibi birçok iyi kitap var:
-
Basso 2008: 'Switch-Mode Power Supplies: SPICE Simulations and Practical Designs' by Christophe P. Basso
-
Billings 2011: 'Switchmode Power Supply Handbook' by Keith Billings and Taylor Morey
-
Bossche 2005: 'Inductors and Transformers for Power Electronics' by Alex Van den Bossche and Vencislav Cekov Valchev
-
Brown 1990: 'Practical Switching Power Supply Design' by Marty Brown
-
Brown 2001: 'Power Supply Cookbook' by Marty Brown
-
Brown 2007: 'Power Sources and Supplies' by Marty Brown
-
Dixon 2001: 'Unitrode Magnetics Design Handbook' by Lloyd Dixon
-
Erickson 2001: 'Fundamentals of Power Electronics' by Robert Erickson
-
Hart 2010: 'Power Electronics' by Daniel Hart
-
Kazimierczuk 2008: 'Pulse-width Modulated DC–DC Power Converters' by Marian K. Kazimierczuk
-
Kazimierczuk 2014: 'High-Frequency Magnetic Components' by Marian K. Kazimierczuk
-
Lenk 2005: 'Practical Design of Power Supplies' by Ron Lenk
-
Maniktala 2006: 'Switching Power Supplies A to Z' by Sanjay Maniktala
-
Mammano 2017: 'Fundamentals of Power Supply Design' by Robert Mammano
-
McLyman 2004: 'Transformer and Inductor Design Handbook' by Colonel Wm. T. McLyman
-
Mohan 2007: 'Power Electronics: Converters, Applications, and Design' by Ned Mohan, Tore M. Undeland, and William P. Robbins
-
Pressman 2009: 'Switching Power Supply Design' by Abraham Pressman, Keith Billings, and Taylor Morey
-
Ramanarayanan 2008: 'Course Material on Switched Mode Power Conversion' by V Ramanarayanan
-
Roberts 2017: 'DC/DC Book of Knowledge: Practical tips for the User' by Steve Roberts
-
Roberts 2019: 'AC/DC Book of Knowledge: Practical tips for the User' by Steve Roberts
-
Ruan 2014: 'Soft-Switching PWM Full-Bridge Converters: Topologies, Control, and Design' by Xinbo Ruan
-
Sandler 2014: 'Power Integrity: Measuring, Optimizing, and Troubleshooting Power Related Parameters in Electronics Systems' by Steve Sandler
-
Sandler 2018: 'Switched-Mode Power Supply Simulation with SPICE' by Steve Sandler
-
Umanand 1992: 'Design Of Magnetic Components For Switched Mode Power Converters' by L Umanand and S.P. Bhat
-
Umanand 2009: 'Power Electronics: Essentials & Applications' by L Umanand
-
Power Electronics by Daniel W. Hart - Best book for beginners.
-
Power semiconductor circuits by S. B. Dewan and A. Straughen - A classic and an old book on power electronics. Very good for thyristor based converters.
-
Principles and Elements of Power Electronics by Barry Williams - A very good book for power electronics devices, thyristor circuits, heatsinks, drivers, inductors/transformers etc.
-
Power Electronics by Ned Mohan - Good book for inverters, snubbers, dc-dc converters and its control.
-
Fundamentals of Power Electronics by Robert W. Erickson - Good book for dc-dc converters, modelling and control.
-
POWER ELECTRONICS Principles and Applications by Joseph Vithayathil - Covers basics of power electronics and drives.
-
Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications by Muhammad H. Rashid
-
Power Electronics Handbook by Muhammad H. Rashid - Covers all aspects of power electronics including application to renewable energy, HVDC, drives etc. Provides good and well cited references to all the topics in power electronics.
-
Pulse-width Modulated DC-DC Power Converters by Marian K. Kazimierczuk - Best book for understanding dc-dc converters in depth.
-
Power Electronics: Essentials & Applications by Umanand - Good book for understanding PWM techniques and control of power electronics.
-
Switch mode power supplies by Keith Billings and Taylor Morey - A book that explains in detail on various aspects of SMPS (dc-dc converters).
-
Control in Power Electronics by Marian P. Kazmierkowski, R. Krishnan and Frede Blaabjerg - Good book for power electronics control related to drives.
-
High-Power Converters and AC Drives by B. Wu and Bin Wu - Excellent book on multilevel inverters and Space vector modulation.
-
Voltage source converters in power systems by A. Yazdani - Best book for modelling of voltage source inverters, PLL and control of inverters.
-
Grid converters for photovoltaic and wind power systems by Remus Teodorescu, Marco Liserre and Pedro Rodriguez - Excellent book for grid connected system.
-
Design Of Magnetic Components For Switched Mode Power Converters by Umanand - Good book for inductor and transformer design for power electronics applications.
-
Pulse Width Modulation For Power Converters by Lipo and Holmes - A book which discusses in detail on PWM techniques for power electronic convertes.
Temel Seviye (Basic Level):
-
Power electronics: converters, applications, and design by Ned Mohan: Bu bence güç elektroniğine yeni başlayanlar için en iyi kitap. Bununla birlikte, bu kitapta açıklanan derin kavramları ortaya çıkarmak için devre teorisi bilgisi gereklidir.
-
Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications by M.H. Rashid: Bir başka harika kitap. Bu kitapta birkaç kavram daha iyi ele alınmıştır. Ancak, bu kitabın bazen okuyucunun hayal gücüne birkaç temel kavram bıraktığını hissediyorum.
-
Introduction to Power Electronics by Daniel W Hart: Çok basit ve kısa. Uzun açıklamalardan kaçınır. Bazen yeni başlayan biri olarak anlamak için yetersiz.
Uzmanlığa yönelen Orta Seviye (Intermediate Level):
-
Fundamentals of Power Electronics by Robeert W Eriction: DC-dc dönüştürücüler hakkında gerçekten harika bir kitap. DC-dc dönüştürücülerdeki her şeyi kapsar. topolojiden tasarıma, tasarımdan kontrole hepsi bu kitapta harika bir şekilde bağlantılıdır.
-
High-Power Converters and AC Drives by Bin Wu: Yüksek güçlü dönüştürücüler, çok seviyeli dönüştürücüler, uzay vektörleri, çeşitli PWM teknikleri hakkında bilgi edinmek ister misiniz? Sadece bu kitabı okumaya başla. Doğal akış sizi bir gerilim romanı okur gibi içine çekecek.
-
Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control by R Krishnan: Motor sürücüleri hakkında her şeyi kapsar. Motor uygulamaları için güç elektroniği ve sürücüler el ele gider. Bu, bir sürücü uzmanı olmak için en iyi kitaplardan biridir.
En son teknolojiyi içeren daha yüksek seviyeli öğrenme:
IEEE veya Elsevier'den veya başka bir tanınmış yayıncıdan tanınmış dergilerden dergi makalelerini okuyun. Birkaç tanınmış derginin adı aşağıda verilmiştir.
-
Endüstriyel elektronikte IEEE işlemleri
-
Güç elektroniği ile ilgili IEEE işlemleri
-
Endüstri uygulamalarında IEEE işlemleri
-
Akıllı şebekede (Smart grid) IEEE işlemleri
Güç Elektroniği İçin Önerilen Çevrimiçi Kaynaklar
1. Bodo'nun Güç Sistemleri: https://www.bodospower.com/
2. How2Power: www.How2Power.com (Editör: David Morrison)
3. Iain Mosely Web Seminerleri: https://vimeo.com/powerguru
4. Monolitik Power Systems YouTube Kanalı: https://www.youtube.com/channel/UCqOx8jWRKEq4TpfcjCz0Isw
5. Ray Ridley Web Seminerleri: https://ridleyengineering.com/videos-e/
6. Texas Instruments 'Güç Kaynağı Tasarım Semineri' (PSDS) arşivleri (1983'ten günümüze): https://ti.com/psds
7. Texas Instruments 'Power Tips' video serisi: https://training.ti.com/power-tips (Robert Kollman et al.)
8. Wurth Elektronik YouTube Channel: https://www.youtube.com/c/wuerthelektronik/videos
9. Bunlar dışında bu konular hakkında daha fazla bilgi edinmek ve bu konudaki teknik bilginizi geliştirmek istiyorsanız , size Ekeeda adında bir web sitesi önermek istiyorum , deneyebilirsiniz. Çevrimiçi Akademik Kurslar.
Sonuç
Güç elektroniği, bir veya daha fazla fazında birçok cihaz ve sistemin önemli bir parçasıdır.
Güç elektroniği, bir türden elektrik enerjisini farklı özelliklere sahip diğerine dönüştürür ve birincil güç kaynağı tarafından sağlanandan başka bir elektrik gücü girişi gerektiren herhangi bir cihazı çalıştırmak için kullanılır.
Ancak, bu sadece mühendislik güç elektroniğinin teknik açıklamasıdır.
COVID-19 dünyaya yayılmaya devam ederken, mühendislerin ne kadar önemli olduğunu ve mühendislerinin ne kadar teknoloji üretebileceklerini görüyoruz.
Elektrik üretiminden ulaşım ve iletişim teknolojilerine, ortalama mutfak aletlerine, güç elektroniğine ve bu elektronik cihazların arkasındaki mühendislere kadar her yerde.
Umarım bu uzun soluklu makaleyle; ister sektördeki en yeni teknolojiyi geliştirmek için çalışan bir güç mühendisi olun, ister modern güç teknolojilerinden yararlanan herhangi biri olun, güç elektroniğinin günlük yaşamımıza nasıl nüfuz ettiğini keşfetmişsinizdir.
Sonuç olarak; Güç mühendisliği ve elektronik, belki de diğer mühendislik türleri kadar popüler olmasa da, çevremizdeki dünya için büyük önem taşıyor ve uzun süredir önemli ve önemli olmaya da devam edecektir.
Kalın sağlıcakla...
"Cihaz ve Sistem Geliştirmede EMC Tasarımı" Eğitimimize Katılın...
100' e yakın şirkete verdiğimiz eğitimimiz hakkında ayrıntılı teknik bilgi için lütfen tıklayınız...Eğitim faaliyetlerimize katılımlara ait görsellere bakmak için tıklayınız.
Eğitimimiz, birkaç ekip üyesinin ustalaştığı zorlu matematik olmadan EMC fiziğini öğretir.
Eğitimimiz, ileri düzey matematiği anlamaya veya Maxwell denklemlerini üç uzayda çözme yeteneğine bağlı olmadığından, tüm geliştirme ekibine EMC' yi gerçekten bir ekip çalışması haline getirmeyi öğretebiliriz.
İşte 100' e Yakın Firmaya Verdiğimiz EMC Eğitimlerimize, Katılan Birkaç Firma:
STM, STG, TUSAŞ, ANADOLU ISUZU, AKIM METAL, ALTINAY SAVUNMA, DURMAZLAR MAKİNE, DASAL HAVACILIK, TAKOSAN, ELSİTEL, ARTI ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK, ODTÜ-GÜNAM, AMPERİNO OTOMOTİV, ANOVA ARGE TEKNOLOJİLERİ, FARBA OTOMOTİV, KUASOFT, BİRİKİM PİLLERİ, ARKO-MED, ELFATEK ELEKTRONİK, SAKARYA ÜNİVERSİTESİ, GES TEKNİK, FUTURIS, DASAL, ECOPLAS, ELEKS, ELSİTEL, UMERFA, RİTİM GRUP, KONSENS TEKNOLOJİ, BEY MÜHENDİSLİK, AET ELECTRONICS, DURULSAN, KAPSAM SAĞLIK, PNOMEK vb…
Eğitime ait katılımlar ve görseller için yandaki linke tıklayınız; Eğitime ait görseller...
Eğitime ait ayrıntılar için yandaki linke tıklayınız; Eğitime ait tüm bilgiler...
Eğitime kayıt yaptırmak için yandaki linke tıklayınız; Eğitime KAYIT...
Eğitimi veren Ahmet Turan Algın hakkında bilgi için tıklayınız; Ahmet Turan Algın kimdir?...
Ülkemizde teorik ve pratik EMI / EMC eğitimini bir arada veren İLK ve TEK eğitimde; sınırlı sayıda kontenjan için bir an önce yerinizi ayırınız.
Askeri sistemlerle ilgili diğer tüm donanım deneyimlerimi paylaştığım BLOG’ umda yer alan diğer tüm yazılarıma yandaki linke "Ahmet Turan Algın BLOG" tıklayarak veya ana menüden BLOG' a tıklayarak ulaşabilirsiniz.