TEK AŞAMALI GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTME DEVRELERİNİN

TEK AŞAMALI GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTME DEVRELERİNİN İNCELENMESİ
Hacı BODUR, Erdem AKBOY, İsmail AKSOY
Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik Mühendisliği Bölümü
[email protected], [email protected]; [email protected]
ÖZET
Bu çalışmada, Güç Faktörü Düzeltme (PFC) kavramı, tek
aşamalı ve iki aşamalı PFC yöntemleri ile tek aşamalı güç
faktörü düzeltme devrelerinde doğrudan güç transferi ve
gerilim regülasyonu kavramları incelenmiştir. Bu konuda
literatürde yer alan devreler üzerinde etraflı bir analiz
yapılmıştır. Öncelikle bu devrelerin avantaj ve dezavantajları
ortaya konulmuş, daha sonra devreler anahtar sayısı, anahtar
gerilim ve akım stresleri, yumuşak anahtarlama, izolasyon,
doğrudan güç transferi, depolama kondansatörü gerilimi v.b.
yönlerden karşılaştırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Güç Faktörü Düzeltme, Tek Aşamalı,
Doğrudan Güç Transferi
Şekil 1: İki aşamalı güç faktörü düzeltme devreleri yapısı
Tek aşamalı güç faktörü düzeltme devrelerinde, çıkış
gerilimi regülasyonu ve güç faktörü düzeltme işlemleri tek bir
kontrolör tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu tür devrelerde
her iki aşama arasında bulunan depolama kondansatörünün
gerilimi kontrol edilememektedir. Bu sebep ile yüksek giriş
gerilimleri ile hafif yüklerde depolama kondansatörü gerilimi
oldukça artabilmektedir. Kondansatör değerinin azaltılmasına
bağlı olarak önlemler alınmışsa da, yüksek anahtarlama
frekanslarında çalışıldığında bu durum başka sorunlara yol
açmaktadır. Anahtarlama frekansına bağlı olmaksızın,
depolama kondansatörünün gerilim stresinin azaltılması
konusunda endüstriyel ve akademik çalışmalar devam
etmektedir. Tek aşamalı güç faktörü düzeltme devreleri, tüm
bu olumsuz özelliklerine rağmen, kontrol kolaylığı, eleman
azlığı ve maliyet açısından iki aşamalı devrelere kıyasla daha
avantajlı olmaktadır [4-6].
1.GİRİŞ
Gün geçtikçe artan teknolojik gelişmeler ve toplumların
refah düzeyleri sayesinde, elektrikli cihazların kullanım
alanları artmakta, daha fazla enerji tüketilmekte ve enerji
kaynakları hızla tükenmektedir. Günümüzde sıkça
kullandığımız cihazlarda karşılaşacağımız anahtarlamalı güç
kaynakları, güç dönüştürücü devreleri, bobin, kondansatör
v.b. gibi lineer olmayan yükler şebekeden çekilen akımda
önemli harmonik bileşenlere sebep olarak, şebekeden çekilen
aktif güç oranının düşmesine neden olurlar. Lineer olmayan
bu yükler, aynı şebekeye bağlı olan bilgisayar, mikroişlemci
v.b. hassas cihazların çalışmasını olumsuz etkilemektedir. Bu
sebeple enerjinin verimli ve kaliteli kullanılmasının önemi
gün geçtikçe artmaktadır.
Enerjinin kaliteli ve verimli
kullanılması açısından, ulusal ve uluslar arası düzeylerde, güç
faktörü ve harmonikler açısından çeşitli sınırlandırmalar ve
standartlar geliştirilmiştir. İstenilen standartlara uygun güç
faktörü ve harmonik değerlerini sağlamak üzere güç faktörü
düzeltme devreleri, son yıllarda hem akademik hem de
endüstriyel alanlarda çalışılan önemli konulardan biri
olmuştur. Pasif ve aktif filtreler, yıllardır güç faktörü
düzeltme devreleri olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Aktif filtreler, şebeke akımının dalga şeklinin izlenmesine
bağlı olarak oluşturulmakta ve bu yüzden oldukça karmaşık
ve pahalı olmaktadır. Pasif filtreler, ağır ve hantal olmaları,
geniş hat ve yük aralığında kullanılamama gibi özelliklere
sahiptirler. Bu sebeplerden dolayı, son yıllarda AC-DC
dönüştürücü tabanlı yüksek frekanslı güç faktörü düzeltme
devrelerine olan ilgi artarak devam etmektedir [1-2].
Yüksek frekanslı güç faktörü düzeltme devreleri, tek veya
iki aşamalı olarak gerçekleştirilmektedirler. Şekil 1 ve 2’de
bu devrelere ait temel blok şemaları verilmiştir. İki aşamalı
güç faktörü düzeltme devrelerinde, çıkış gerilimi regülasyonu
ile güç faktörünün düzeltilmesi işlemleri ayrı kontrolörler
tarafından yapılmaktadır. Bu yüzden tek aşamalı
dönüştürücüye göre daha iyi sonuçlar elde edilmektedir.. İki
aşamalı aktif PFC devreleri, giriş akımının tüm standartları
sağlaması, evrensel giriş gerilimlerinde uygulanabilirliği ve
depolama kondansatörünün geriliminin kontrolü gibi
avantajlara sahiptir [3].
Şekil 2: Tek aşamalı güç faktörü düzeltme devreleri yapısı
Tek aşamalı güç faktörü düzeltme devrelerinin bazılarında
giriş gücü çıkışa, iki aşamalı devrelerde olduğu gibi iki seferde
işlenmektedir. Bu durumda devrenin verimi oldukça düşmekte
ve elemanlar çıkış gücüne göre seçilmektedir. Bu sebep ile
devrenin veriminin artırılması ve elemanların boyutlarının
azaltılması bakımından, gücün çıkışa tek seferde işlendiği tek
aşamalı güç faktörü düzeltme devrelerine olan ilgi gittikçe
artmaktadır [1].
168
dönüştürücünün çıkış kondansatörü üzerinden, çıkış
geriliminin regülasyonu amacıyla çıkışa aktarılmaktadır.
Bu devre, flyback ve yükseltici çalışma modları olmak üzere
iki modda çalışır. Şebeke gerilimine bağlı olarak oluşan bu
çalışma modlarına Şekil 4’te gösterilmiştir. Flyback tür
çalışma modu, doğrudan güç transferinin gerçekleştirildiği
moddur.
Doğrudan güç transferi veya paralel tek aşamalı güç
faktörü düzeltme devreleri olarak adlandırılan bu devreler, ilk
olarak önerildiği zamanlarda kontrolü oldukça zor, eleman ve
anahtar sayıları oldukça fazla, doğrudan aktarılan güç oranı ise
düşük seviyelerde devreler olarak dikkat çekmektedir. Yapılan
çalışmalar sonucunda devre topolojileri daha basit, kontrol
kolaylığı ve maliyet açısından daha avantajlı devreler
önerilmiştir. Çıkış kondansatörünün büyük olması ve çıkış
gerilimi regülasyonun yavaş olmasına rağmen doğrudan güç
transferini konusunda yapılan çalışmalar sonucunda en iyi
sonuç, flyback (geri dönüşlü) devre üzerinden alınmıştır [7-9].
Vin (t) < Vcs −
Vo
n1
(1)
Doğrultulmuş giriş gerilimi ile primere yansıyan çıkış
geriliminin toplamı, depolama kondansatörünün geriliminden
küçük olduğu durumlarda, primere seri bağlı olan diyot
ileteme geçemez ve S1 anahtarına sinyal uygulandığında,
primer sargı flyback endüktansı gibi çalışarak, lineer bir akım
ile enerji depolar. S1 anahtarının sinyali kesildiğinde,
mıknatıslama endüktasında depolananan enerjinin tümü
doğrudan çıkışa aktarılır.
2.TEK AŞAMALI PFC DEVRELERİ
Yüksek verimli güç faktörü düzeltme devrelerinin önem
kazanmasından dolayı literatürde doğrudan güç transferi
yapan devrelere olan ilgi artmıştır. Bu konuda literatürde çok
sayıda topoloji ortaya konulmuş, bu topolojilerde doğrudan
aktarılan gücün oranının artırılması hedeflenmiştir [10].
Seçilen bazı topolojiler aşağıda detaylı olarak incelenmiştir.
Vin (t) > Vcs −
2.1. Flyboost Güç Faktörü Düzeltme Devresi ve Yeni Bir
Flyboost PFC Ailesi [8]
Vo
n1
(2)
Doğrultulmuş giriş gerilimi ile primere yansıyan çıkış
geriliminin toplamı, depolama kondansatörü geriliminden
büyük olduğu durumlarda, diyot iletime girebilir. Bu durumda
S anahtarı kapatıldığında enerjilenen flyboost trafosunun
primer endüktansı, S anahtarı kesime girdiğinde enerjisini
depolama kondansatörüne aktarır. Bu durum giriş geriliminin
yüksek olduğu aralıkta oluşur, böylece giriş gücü çıkış
gücünden yüksek olduğunda giriş gücünün bir kısmı depolama
kondansatörüne aktarılmış olur.
Bu çalışmada, verimi artırmak amacıyla doğrudan güç
transferini yapan, hem flyback hem de yükseltici tür
dönüştürücülerin özelliklerini bir arada bulunduran, yeni bir
flyboost hücresi tasarlanmıştır. Bu hücre Şekil 3’te
gösterilmiştir. Aynı zamanda bu yeni flyboost hücresi
kullanılarak yeni bir flyboost PFC ailesi oluşturulmuştur.
Tek aşamalı PFC hücrelerinin kesintili iletim modunda
(DCM) çalışması durumunda, düşük giriş gerilimi ve ağır
yüklerde depolama kondansatörünün gerilim stresi oldukça
artmaktadır. Uygulamalarda güç elemanları bu depolama
kondansatörü gerilimine maruz kalmaktadır. Bu yüzden güç
elemanlarının gerilim stresleri de artmaktadır. Bu çalışmada,
depolama kondansatörünün gerilim stresi ortadan kaldırılmış,
böylece hem DCM hem de sürekli iletim modu (CCM)
çalışma koşullarında güç elemanlarının gerilim streslerinin
aynı kalması sağlanmıştır.
Şekil 4: Flyboost hücresinin çalışma modları
DCM çalışan tek aşamalı PFC devrelerinde, depolama
kondansatörünün gerilimi oldukça yüksek değerlere
ulaşabilmektedir. Flyboost devre topolojisi ile depolama
kondansatörü gerilimi şebeke geriliminin tepe noktasına göre
sınırlandırılmıştır. Bu durumda devre rahatlıkla hem DCM
hem de CCM şartları altında çalışabilmektedir.
VCS = Vin ,peak +
Vo
n1
(3)
Şekil 3: Yeni bir flyboost hücresi
2.2. Flyback Tabanlı TMC Kontrol Yapısına Sahip Tek
Aşamalı PFC Devresi [9]
Sunulan devrenin en temel özelliği, tek bir anahtar ve
kontrol çevrimi ile hem yükseltici hem de flyback dönüştürücü
yapılarının birlikte çalışmasını sağlamasıdır. Bu çalışmada,
doğrudan güç transferi flyback tür dönüştürücünün özellikleri
kullanılarak, güç faktörü düzeltme işlemi ise yükseltici tür
dönüştürücünün özellikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Gücün doğrudan aktarılmayan kısmı ise, yükseltici tür
Bu topolojide flyback tabanlı ve kontrol tekniği olarak
TMC (Zaman Çoklayıcı Kontrol) yönteminin kullanıldığı tek
aşamalı güç faktörü düzeltme devresi gerçekleştirilmiştir.
Aynı zamanda oluşturulan yapı sayesinde doğrudan güç
transferi de gerçekleştirilerek verim artırılmıştır. Bu devre,
çıkış gerilimi regülasyonu, doğrudan güç transferi, güç faktörü
169
sargının mıknatıslama endüktansında depolanır. S2 anahtarı
kesime girdiğinde bu enerji çıkış gerilimi regülasyonu
amacıyla çıkışa aktarılır.
Oluşturulan devrede, depolama kondansatörünün gerilimi
üçüncü sargının sarım sayısına bağlıdır. Bu durumda, devre
DCM çalışma modunda rahatlıkla çalışabilmektedir. Flyback
tür devrenin DCM modunda çalıştırılması ile PFC
kendiliğinden oluşmaktadır. Sonuç olarak devre, gerilim
regülasyonu, doğrudan güç transferi, kendiliğinden DCM
şartlarda PFC ve aynı zamanda depolama kondansatörü
geriliminin DCM şartlar altında dahi sınırlandırılması
özelliklerine sahiptir.
düzeltme ve depolama kondansatörü gerilimi sınırlandırma
özelliklerine sahiptir.
2.3. Tek aşamalı Paralel AC-DC Dönüştürücülerin Yapısı
ve Analizi [10]
Tek aşamalı paralel PFC devre şeması Şekil 6’da
verilmiştir. Bu devre iki ayrı yarı aşamadan oluşmaktadır.
Bunlardan ilki PFC işleminin ve doğrudan güç transferinin
birlikte gerçekleştirildiği yükseltici + flyback yarı aşamasıdır.
Diğer yarı aşama ise gerilim regülasyonu amaçlı sadece
flyback tür DC-DC dönüştürücüden oluşan kısımdır. Burada
PFC’yi sağlamak için yükseltici + flyback yarı aşamasının
DCM çalıştırılması gereklidir. Diğer aşama DCM veya CCM
olarak çalıştırılabilir. Devre özellikle doğrudan güç transferi
konusunda yaptığı analizler ile ön plana çıkmaktadır.
Şekil 4: Tek aşamalı Flyback tabanlı PFC devresi
Şekil 4’te gösterilen bu devrede doğrudan güç transferi ve
güç faktörü düzeltme işlemleri için flyback ve çıkış gerilimi
regülasyonu için forward (ileri yönlü) devre yapısı
oluşturulmuştur. Bu yapıda giriş geriliminin depolama
kondansatörü geriliminden (Vaux) büyük olduğu yerlerde giriş
gücünün bir kısmı forward tür dönüştürücü ile depolama
kondansatörüne aktarılmaktadır. Bu durumda depolama
kondansatörünün gerilimi, depolama kondansatörüne giriş
geriliminin hangi değerinden itibaren enerji aktarılacağını
belirler.
Oluşturulan yapıda, her aralıkta giriş gücü çıkışa doğrudan
aktarılmaktadır. Flyback tür dönüştürücünün mıknatıslama
endüktansında depolanan enerji, bir sonraki aralıkta giriş
gerilimi değerine bağlı olmaksızın doğrudan çıkışa
aktarılmaktadır.
Şekil 6: Tek aşamalı paralel PFC devre şeması
Devrede tek bir anahtar sayesinde hem yükseltici hem de
flyback çalışma modları birlikte sağlanmıştır. Burada S
anahtarı iletime girdiği zaman hem LB hem de T1 trafosunun
mıknatıslama endüktansı enerjilenir. Aynı zamanda CB
kondansatörü de T2 trafosunun mıknatıslama endüktansına
enerji aktarır. S anahtarı kesime sokulduğu zaman T1
trafosunun mıknatıslama endüktansında depolanan enerji
doğrudan çıkışa aktarılırken, LB endüktansında depolanan
enerji yükselticilerde olduğu gibi enerjisini CB kondansatörüne
aktarır. Bu durumda giriş gücü T1 trafosu üzerinden doğrudan
çıkışa aktarılırken, LB ve T2 üzerinden iki seferde çıkışa
aktarılmaktadır.
Bu devrede en önemli noktalardan bir tanesi de LB’nin
çalışma modudur. Düşük giriş gerilimleri ve yüksek güç
uygulamalarında LB endüktansı CCM çalışma modunda
çalışabilir. Bu durum anahtarın akım stresi ve verim açısından
Şekil 5: Anahtarların TMC tekniğine bağlı Kontrol Sinyalleri
Bu devrede iki adet anahtar bulunmaktadır. S1 anahtarı ile
PFC, S2 anahtarı ile gerilim regülasyonu sağlanmaktadır.
Devre, dört ayrı çalışma modundan oluşmaktadır. Herbir
çalışma modu için kontrol sinyallerinin ve akımların
değişimleri Şekil 5’te gösterilmiştir. S1 anahtarı kapalı ve S2
anahtarı açık olduğunda, giriş gerilimi depolama kondansatörü
geriliminden büyük ise, giriş gücünün bir kısmı depolama
kondansatörüne, diğer kısmı flyback endüktansına aktarılır. S1
anahtarı kesime götürüldüğünde mıknatıslama endüktansında
depolanan enerji doğrudan çıkışa aktarılır, bu esnada forward
tür dönüştürücünün çıkış endüktansı da depolama
kondansatörüne enerji aktarmaya devam eder. S2 anahtarı
iletime girdiğinde depolama kondansatöründeki enerji, üçüncü
170
kadar sürer. Bu arada giriş katında, L2 ve L1 endüktansları
depoladıkları enerjileri C2 kondansatörüne aktarır. Bu arada L2
akımı pozitif yönde artarak 0A ‘ulaşır. Bu andan sonra her iki
endüktansın akımı eşitlenene kadar L2 akımı pozitif yönde
artar. Bir sonraki aralık M1 anahtarına sinyal verilene kadar
devam eder.
Sunulan devrede Sepic tür dönüştürücü kullanılması ile,
yükseltici tür dönüştürücüye göre, depolama kondansatörü
gerilimi daha az seviyelerde tutulmuş ve kapasite değeri
küçültülmüştür. Diğer taraftan Sepic devresinin çıkış gerilimi
yükseltici-düşürücü tür dönüştürücülerde olduğu gibi ters
değildir. Aynı zamanda E tipi inverter yapısında diyodun
anahtara seri bağlanmasına bağlı olarak, klasik E tipi
inverterlere göre inverter anahtarı çok daha az gerilim ve akım
streslerine maruz kalmaktadır. Ayrıca, girişteki endüktanslara
bağlı olarak giriş filtresinin boyutları da oldukça azaltılmıştır.
ne kadar olumlu sonuç veriyormuş gibi gözükse de aslında
PFC’nin önemli ölçüde bozulmasına sebep olmaktadır.
Oluşturulan devrede T2 trafosunun DCM veya CCM
çalıştırılmasına bağlı olarak farklı çalışma modları
oluşmaktadır. CCM çalışma modunda anahtarın doluluk oranı
sabit olmaktadır. Bu durumda çıkışa aktarılan doğrudan güç
oranı da daima sabit olmaktadır. Bu durum doğrudan güç
transferinin oranının değiştirilememesine sebep olacaktır.
DCM çalışma durumunda ise çıkışa aktarılan güç oranı, giriş
geriliminin faz açısına bağlı olarak değişmektedir.
2.5. Yeni Bir Push-Pull Yapısına Sahip Tek Aşamalı PFC
Balast Devresi [12]
Şekil 9’da, tek aşamalı Push-Pull inverter yapısına sahip
PFC işlemini gerçekleştirebilen elektronik balast devre şeması
sunulmuştur. Bu devre diğer tek aşamalı PFC devreleri ile
karşılaştırıldığında devrede kullanılan güç elemanlarının hiç
birinin izoleli olarak sürülmediği görülmektedir.
Şekil 7: Tek aşamalı paralel PFC devresi güç akış şeması
2.4. Tek Aşamalı Tek Anahtarlı PFC Balast Devresi [11]
Şekil 8’de gösterilen devre, elektronik balast
uygulamalarında kullanılmak üzere, Sepic ve E tipi inverter
yapılarının birleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Sepic tür DCDC dönüştürücünün DCM çalışma modunda kullanılması ile
PFC işleminin gerçekleştirilmesi ve E tipi inverterin
kullanılması ile floresan lambanın ateşlenmesi amaçlanmıştır.
Oluşturulan devrede tek anahtar ile her iki devre kontrol
edilmektedir. E tipi inverterin kullanılması ile anahtarın yarım
köprü inverterlerde olduğu gibi izolesiz sürülememe problemi
ortadan kalkmıştır.
Şekil 9: Tek aşamalı Push-Pull PFC balast devre yapısı
Devrenin çalışması açısından yedi ayrı çalışma aralığı
oluşmaktadır. İlk başta S1 anahtarına sinyal verilir. Bu aralıkta
Tx trafosunun primeri ve L1 endüktansları lineer akım ile
enerji depolarlar. S1 anahtarının iletim sinyalinin kesilmesiyle
L1 endüktansı enerjisini C1 kondansatörüne aktararak
yükseltici çalışma modu oluşur. Aynı zamanda çıkıştan geçen
akıma bağlı olarak Cp1 ve Cp2 sırasıyla şarj ve deşarj olur. Bu
aralıkta Cp2 kondansatörünün tamamen deşarj olup S2
anahtarının ters paralel bağlı diyodunun iletime girmesiyle son
bulur. Daha sonra çıkış katında depolanan enerji ile L1
endüktansı enerjilerini, D2 diyodu ve MOSFET’in ters paralel
diyotları üzerinden aktarmaya devam ederler. Bu aralık S2
anahtarı için ZVT aralığıdır. S2 anahtarına iletim sinyalinin
verilmesiyle beraber çıkış katındaki Lr endüktansının akımı
yön değiştirir. Bu aralık, L1 endüktansının enerjisinin
tamamını C1 kondansatörüne aktarması ile son bulur ve
yükselticinin kesim aralığı biter. Bu aralıktan sonra C1
kondansatörü S2 anahtarı üzerinden enerjisi çıkış katına
aktarır. S2 anahtarının sinyalinin kesilmesi ile birlikte, önceki
duruma benzer şekilde, çıkış akımının yönüne bağlı olarak,
Cp1 deşarj ve Cp2 şarj olmaya başlar. Cp1 kondansatör
geriliminin sıfır olmasıyla birlikte S1 anahtarına bağlı ters
paralel diyot iletime girer ve bu aralık sona erer. Diyodun
Şekil 8: Tek aşamalı tek anahtarlı PFC balast devre yapısı
Devrede üç faklı çalışma aralığından oluşmaktadır. L2
endüktasının akımının pozitif ve C2 kondansatörünün tam bir
gerilim kaynağı olarak çalıştığı kabulü altında, M1 anahtarı
kapatıldığı zaman L1 akımı lineer olarak artmaya L2 akımı ise
lineer olarak azalmaya başlar. Aynı zamanda Lin endüktansı da
rezonansa bağlı olarak sinüzoidal bir akım geçirir. Bu
sinuzoidal akımın bitmesi ile M1 anahtarının akım stresi
azalmış olur. M1 anahtarı kesime girene kadar sadece L1
endüktansının akımını geçirmeye devam eder. M1 anahtarı
kesime girdiğinde, inverterin çıkış katındaki rezonans devam
eder. Bu rezonans, lamba ateşleme gerilimi seviyesine ulaşana
171
iletime girmesinden sonra çıkıştaki enerji, diyot üzerinden C1
kondansatörüne aktarılır. Bu aralık S1 anahtarı için ZVT
aralığıdır. S1 anahtarına sinyal verilmesi ile birlikte yeni bir
çalışma periyodu başlar.
Sunulan devrede kullanılan anahtarlar, ZVT ile iletime ve
ZVS ile kesime girerek yumuşak anahtarlama ile
çalışmaktadır. Her iki anahtarın da izolesiz olarak
sürülmesinden dolayı kontrol devresi oldukça basit ve
ucuzdur. Yumuşak anahtarlamadan dolayı devre veriminin
yüksek olması, kontrol devresinin basit ve ucuzluğu devrenin
önemli özellikleridir. Ayrıca, D sınıfı elektronik balast
devrelerine göre DC bara gerilimi iki katına çıkmıştır.
Devrenin başlıca dezavantajları kullanılan nüvenin kolay
doyuma girmesi ve buna bağlı olarak kısa devre ihtimallerinin
olmasıdır.
zorundadırlar. Buna bağlı olarak tek aşamalı PFC devreleri
için 300W ve altındaki güçlerde D sınıfı uyumluluğu
aranmaktadır. İncelenen tüm çalışmalarda, devrelerin
harmonik açısından D sınıfını sağladığı görülmüştür.
İncelenen tüm çalışmalar ile ilgili anahtarların akım ve gerilim
stresleri, sürme devresi yapıları, yumuşak anahtarlama,
doğrudan güç transferi, trafo sayısı ve kullanımı, rezonans,
depolama kondansatörü gerilimi ve verim açısından ayrıntılı
bir şekilde Tablo 1’de gösterilmiştir.
4.SONUÇ
Bu çalışmada güç faktörünün düzeltilmesi konusundaki
tek aşamalı ve iki aşamalı yaklaşımlar; tek aşamalı devrelerde
kontrol yapısı, çıkış gerilimi regülasyonu, depolama
kondansatörü gerilim stresi, verim, doğrudan güç transferi ve
tek aşamalı PFC devrelerinin çeşitli uygulama alanları
incelenmiştir. Sunulan devrelerin çalışma prensipleri ve
çalışma modları hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. Her
devrenin önemli özellikleri ve özellikle vurguladıkları
kavramlar ile devrelerin dezavantajları sunulmuştur.
3. İNCELENEN MAKALELERİN
KARŞILAŞTIRILMASI
Günümüzde oluşturulan PFC devreleri, mevcut güçlerine
göre ulusal ve uluslararası harmonik standartlarına uymak
Tablo 1: İncelenen devrelerin çeşitli yönlerden incelenmesi
[7]
R. Watson, G. C. Hua, F. C. Lee, “Characterization of an
Active Clamp Flyback Topology for Power Factor Correction
Applications”, in Applied Power Electonics Conference and
Expositin, APEC, 1994, pp. 412-418
[8] S. Luo, W. Qiu, W. Wu, I. Batarseh,”Flybosst Power Factor
Correction Cell and A New Family of Single-Stage AC/DC
Converters”, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 20, no.1,
pp. 25-34, January 2005
[9] J. Zhang, D. D. C. Lu, T.Sun,”Flyback-Based Single-Stage
Power-Factor-Correction Scheme With Time-Multiplexing
Control”, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 57, no.3, pp.
1041-1049, March 2010
[10] H. Y. Li, H. C. Chen, L. K. Chang, “Analysis and Design of a
Single-Stage Parallel AC-to-DC Converter”, IEEE Trans. on
Power Electronics, vol. 24, no.12, pp. 2989-3002, December
2009
[11] J. C. W. Lam, P. K. Jain,” A High-Power –Factor Single-Stage
Single-Switch Electronic Ballast for Compact Fluorescent
Lamps”, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 25, no.8, pp.
2045-2058, August 2010
[12] C. S. Lin, C. L. Chen,” A Novel Single-Stage Push-Pull
Electronic Ballast With High Input Power Factor”, IEEE Trans.
on Power Electronics, vol. 48, no.4, pp. 770-776, August 2001.
5. KAYNAKLAR
[1] Y. Jiang, F. C. Lee, G.Hua, W.Tang, “A Novel Single-Phase
Power Factor Correction Scheme”, in Applied Power Electonics
Conference and Expositin, APEC, 1993, pp. 287-292
[2] Y. Jiang, F. C. Lee, “Single-Stage Single-Phase Parallel PFC
Scheme”, in Power Electronics Specialists Conference, PESC,
1994, pp. 1145-1151
[3] O.Garcia, J. A. Cobos, R. Prieto, P. Alou, J. Uceda, “Single
Phase Power Factor Correction: A Survey”, IEEE Trans. on
Power Electronics, vol. 18, no.3, pp. 749-755, May 2003
[4]
R. Redl, L. Balogh, N. O. Sokal, “A Family of Single-Stage
Isolated Power- Factor Correctors with Fast Regulation of the
Output Voltage”, in Power Electronics Specialists Conference,
PESC, 1994, pp. 1137-1144
[5] J. Sebastian, P. J. Villegas, F. Nuno, O. Garcia, J. Arau,
“Improving Dynamic Response of Power-Factor Preregulators
by Using Two Input High Efficient Postregulators”, IEEE
Trans. on Power Electronics, vol. 12, no.6, pp. 1007-1016, Nov
1997
[6] J. Y. Lee, M. J. Youn, “A Single-Stage Power-FactorCorrection Converter with Simple Link Voltage Suppressing
Circuit (LVSC)”, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 48,
no.3, pp. 572-584, June 2001
172