Browsing by Author "Endiz, Mustafa Sacid"

Now showing 1 - 8 of 8

Anahtarlamalı Endüktörlü Yarı Empedans Kaynaklı Bir İnverterin Geliştirilmesi
(Konya Teknik Üniversitesi, 2021) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
Güç elektroniği uygulamalarında DC-AC dönüşümü gerçekleştirilirken çıkış geriliminin yükseltilmesinde geçmişte büyük boyutlu transformatörler tercih edilirken, ilerleyen zamanlarda daha küçük hacimli yükseltici DC-DC dönüştürücü yapısı kullanılmıştır. Transformatör ve DC-DC dönüştürücü yapısının ek maliyeti ve ilave kayıpları sebebiyle son yıllarda yeni ve özgün bir dönüştürücü topolojisi olarak empedans kaynaklı inverter (ZSI) devresi önerilmiştir. ZSI'nin empedans katı; geleneksel inverterlerin aksine tek aşamada hem düşürücü hem de yükseltici olarak çalışabilmekte, transformatör ve DC-DC dönüştürücü ihtiyacını ortadan kaldırarak maliyeti azaltıp verim artışı sağlamakta ve kısa devre çalışmaya da izin verdiğinden ölü zaman süresinin kullanılmamasına bağlı olarak çıkış dalga şeklindeki distorsiyonu en aza indirmektedir. Bu nedenle ZSI, alternatif bir dönüştürücü devre yapısı olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada, geleneksel akım ve gerilim kaynaklı inverterlerin sahip olduğu kavramsal ve teorik sınırlamaları ortadan kaldırarak yeni bir güç dönüştürme konsepti sunan ve ZSI'nin geliştirilmiş hali olan yarı empedans kaynaklı inverter (QZSI) devresi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Empedans katındaki pasif devre elemanları üzerinde düşük frekanslı dalgalanmalar üretmemesi ve çıkışta daha az distorsiyon oluşturmasından dolayı anahtarlama elemanlarını sürmek için NUCLEO-F411RE geliştirme kiti ile üretilen basit yükseltici PWM kontrol tekniği uygulanmıştır. Tasarlanan QZSI devresinin performansını iyileştirmek amacıyla empedans katında değişiklik yapılmıştır. Yükseltme faktörü ve gerilim kazancının arttırılması amacıyla empedans katındaki giriş bobinine, bir bobin ve üç hızlı diyot eklenmiştir. Giriş bobini, anahtarlamalı endüktör (SL) adı verilen devre yapısına dönüştürülmüş ve bu yapı empedans katına bütünleşik olarak yerleştirilmiştir. SL devre yapısının çalışma prensibi ve uygulanan modülasyon indeksine bağlı olarak yükseltme faktöründe % 12 ile % 68 arasında artış, anahtarlar üzerindeki gerilim stresinde ve başlangıç anında çekilen akımda % 10'un üzerinde azalma gözlemlenmiştir. Geliştirilen SL yapılı QZSI devresinin çıkışında düşük distorsiyonlu sinüzoidal AC çıkış gerilimi elde edilmiştir. Benzetim çalışmaları ile laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneysel veriler, önerilen devrenin yüksek kazançlı DC-AC dönüşümü sağlayabildiğini net bir şekilde ortaya koymuştur.
Design and Analysis of an Improved Single-Phase Quasi-Z Inverter
(Yildiz Technical Univ, 2023) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
In recent years, the traditional power inverter systems have been replaced by the modern impedance source inverter (ZSI) circuit topology which became highly popular due to many benefits such as voltage boosting ability, reduced cost, flexibility, and, less sensitivity to electromagnetic noises. This paper presents an improved single-phase quasi-Z-source inverter (qZSI) circuit model. The input inductor of the qZSI circuit has been replaced by a switched-inductor (SL) configuration which is integrated into DC power source and impedance network. The proposed circuit can make use of the stored DC power with the help of the SL form within the shoot-through time interval. In comparison with the conventional qZSI topology, the proposed model increases the boost factor of the qZSI circuit significantly for the same shoot-through time. In addition to that, the circuit draws continuous input current and shares common ground with DC power source. The operation principle is analyzed with the help of the mathematical equations and simulations are carried out using Matlab/Simulink environment. A laboratory prototype is realized to validate the proposed circuit. Simulation and experimental results are presented to illustrate the performance of the proposed inverter topology. The presented circuit model is open to new developments and can be used for low power applications such as photovoltaic (PV) and fuel cell systems.
Design and Implementation of a Quasi-Z Inverter
(Pamukkale Univ, 2022) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
In this study, single phase quasi-Z-source inverter (QZSI) circuit was designed and realized which is an improved version of ZSI and offers a unique power conversion concept by eliminating the conceptual and theoretical limitations of the conventional current and voltage source inverters. Simple boost PWM control technique has been employed to the switches using NUCLEO-F411RE development board since this technique doesn't involve low-frequency ripples on the passive components of the impedance network and has lower distortions at the output. It has been shown that the developed QZSI circuit can work as a buck-boost converter at different shoot-through duty ratios. At the output of the circuit up to 300W, the AC output voltage is obtained with 85% efficiency. It has been observed that simulation and experimental results carried out in the laboratory environment are compatible.
Maksimum Yükseltici Kontrollü T-kaynak İnverterin Analizi
(Konya Technical University, 2021) Endiz, Mustafa Sacid
Geleneksel akım ve gerilim kaynaklı inverterler, DC-AC güç dönüşümünde girişine uygulanan gerilimi yükseltmek için DC-DC dönüştürücü veya trafoya ihtiyaç duymaktadır. Bu ihtiyacı ortadan kaldırmak amacıyla son yıllarda sıklıkla kullanılan empedans kaynaklı inverter (ZSI) devresi önerilmiştir. ZSI devresi, sahip olduğu empedans katı ve kısa devre çalışabilme özelliği sayesinde DC giriş gerilim değerini istenilen değere dönüştürebilmektedir. Bu çalışmada, ZSI’nin dezavantajlarını ortadan kaldırarak daha verimli DC-AC güç dönüşümü yapabilen T-Kaynak inverter (TSI) devresi, Matlab/Simulink ortamında farklı devre parametreleri için incelenmiştir. TSI devresinin yapısı ve çalışma prensibi, ilgili denklemler kullanılarak teorik olarak açıklanmıştır. TSI devre yapısı, ZSI’de olduğu gibi aynı faz kolundaki anahtarlama elemanlarını kısa devre ederek DC giriş gerilimini yükseltme özelliğine sahiptir. Kullanılan modülasyon indeksine ve kısa devre görev oranına bağlı olarak, TSI devresi düşürücü-yükseltici olarak çalışabilmektedir. Güç katındaki anahtarlama elemanlarını sürmek için sinüzoidal PWM tabanlı maksimum yükseltici kontrol tekniği uygulanmıştır. TSI’nin belirli bir kısa devre çalışma oranında ve DC giriş gerilim değerinde; DC hat gerilimi, kondansatör ve AC çıkış gerilim değeri, ZSI devresi ile karşılaştırmalı olarak hesaplanmıştır. Benzetim çalışmaları ile teorik sonuçların örtüştüğü görülmüş, TSI devresinin ZSI’ye kıyasla daha az pasif devre elemanı kullanarak etkin şekilde DC-AC güç dönüşümü yapabileceği gösterilmiştir.
Citation - WoS: 2
Citation - Scopus: 3
A Modified Quasi-Z Inverter With Enhanced Performance Capability
(INT JOURNAL RENEWABLE ENERGY RESEARCH, 2020) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
This paper proposes a modified single phase quasi-Z-source inverter (qZSI) with enhanced performance capability. The total harmonic distortion (THD) values of output voltage and current are reduced differently using the unipolar pulse width modulation (PWM) technique. In addition, the voltage gain ability of the circuit is improved with the help of an additional boost switch connected in parallel with the impedance network and power MOSFETs. The employment of the unipolar PWM technique adapted for the qZSI is explained and the operating principle of the proposed circuit with the additional boost switch is described using mathematical expressions. Simulations are carried out to show the effectiveness of the circuit for a determined modulation index using Matlab/Simulink environment. Compared with the classical qZSI topologies, the presented circuit has lower THD and increased voltage gain.
Citation - Scopus: 1
A Novel Single Phase Modified Quasi-Z Inverter Circuit Design and Analysis
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
This study presents a novel single phase modified quasi-Z-source inverter (qZSI) with high boost voltage conversion ability by using an additional switching device across the impedance network. Compared with traditional qZSI, the boost ability of the presented circuit is increased. Furthermore, the total harmonic distortion (THD) for the voltage and current at the output is reduced because of a modified unipolar pulse width modulation (PWM) technique adapted for the qZSI. Therefore, the overall efficiency of the circuit is improved. The operation principle of the single phase modified qZSI is analysed using theoretical calculations. Simulations are performed to prove the effectiveness of the high boost voltage conversion ability for different modulation indexes using Matlab/Simulink. The applied modulation technique is compared with the traditional PWM control techniques to show reduced THD value which is very close to the IEEE distortion limit. A laboratory prototype is developed to validate the proposed theory. © 2020 IEEE.
Performance Analysis of Z-Source Inverter Control Techniques
(TUBITAK, 2022) Endiz, Mustafa Sacid; Akkaya, Ramazan
This study presents the different control techniques of the Z-Source inverter (ZSI) and compares them for the same modulation index. Different from the traditional inverters, in ZSI circuit configurations simple boost, maximum boost, and maximum constant boost control techniques can be utilized to perform DC-AC voltage conversion with shoot-through states. The operation principles of the control techniques are explained in detail. The shoot-through duty ratio, the boost factor, and the voltage gain for each control technique of the ZSI are calculated using the related equations. The ZSI circuit model and the simulations of the DC-link and the AC output voltage are performed in Matlab/Simulink environment. According to the related equations used in the different control techniques and the obtained simulation results, the maximum boost control technique has the highest boost factor and voltage gain for a determined modulation index. For that reason, the maximum boost control technique offers the greatest equivalent DC-link voltage and AC output voltage under the same conditions. This control technique can be employed for inverter applications where the highest gain is required. © 2022, TUBITAK. All rights reserved.
Yarı Empedans Kaynaklı İnverter Devresinin Performans Analizi
(2020) Akkaya, Ramazan; Endiz, Mustafa Sacid
Doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek amacıyla güç elektroniği uygulamalarında yaygın olarak kullanılan akım ve gerilim kaynaklı inverterler üzerine günümüzde yeni topoloji çalışmaları yapılmaktadır. Geleneksel inverterlerin sahip olduğu kavramsal ve teorik sınırlamaları ortadan kaldırması empedans kaynaklı inverterleri (ZSI) son yıllarda oldukça popüler hale getirmiştir. ZSI inverterler; DC-DC dönüştürücü veya trafo kullanım ihtiyacı olmadan aynı faz kolunda bulunan yarı iletken anahtarlama elemanlarını kısa devre olarak sürebilmesi, uygulanan modülasyon indeksine bağlı olarak düşürücü veya yükseltici modunda çalışabilmesi ile esnek ve güvenilir devre yapısına sahip olması gibi birçok avantaja sahiptir. Bu çalışmada; yarı empedans kaynaklı inverter (qZSI) devresi için farklı çalışma koşulları altında performans analizi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Anahtarlama elemanlarını kontrol etmek için en çok kullanılan kontrol yöntemlerinin başında gelen basit yükseltici kontrol tekniği belirli bir kazanç elde etmek amacıyla en yüksek gerilim stresine sahip olurken, maksimum yükseltici kontrol tekniği ise değişken süreli tetikleme sinyalleri üretmesi sonucunda empedans katında kullanılan elemanlar üzerinde istenmeyen düşük frekanslı dalgalanmalar oluşturmaktadır. Bu nedenle köprü katındaki anahtarlama elemanlarını sürebilmek için sabit yükseltici kontrol tekniği seçilmiştir. Düşük gerilim stresi ve değişken olmayan kısa devre çalışma oranına sahip sabit yükseltici kontrol tekniğinin çalışma prensibi açıklanmıştır. qZSI devresinin farklı modülasyon indeksleri ve DC giriş gerilim değerlerinde yükseltme faktörü, gerilim kazancı, gerilim stresi ve AC çıkış gerilimleri, ilgili denklemler kullanılarak hesaplanmıştır. Matlab/Simulink programı kullanılarak yapılan benzetim çalışmaları ile teorik sonuçlar doğrulanmıştır. Elde edilen bulgulara göre uygulanan kontrol tekniği ile kararlı kısa devre görev süreleri üretilmiş ve qZSI dönüştürücü devresi farklı çalışma durumlarında istenilen çıkış gerilimini üretmek için düşürücü-yükseltici olarak çalışabilmiştir.