Güç Elektroniği Devrelerinin Bilgisayar Destekli Çözümlenmesinde Dalgacık Yaklaşımının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Güç elektroniği devrelerinin dalgacık temelli çözümlemesihedeflenmiştir. Güç elektroniği devrelerinin bilgisayar destekli çözümlenmesi, devredenen iyi verimi elde etmede kullanıcıya yardımcı olduğu için çok önemli bir göreviüstlenir.Bu devreleri çözümleyen birçok yöntem vardır. Bilinen yöntemler devrelere ilişkindurum denklemlerini kullanarak türev ve integral eşitliklerinin çözümüne ulaşır.Devrelere ilişkin integral ve türev ifadelerinin çözümlenmesi sayısal türev ve integralalmayı gerektirmektedir.Yapılan çalışmada devre elemanları dalgacık düzlem eşdeğerleri oluşturularakdüğüm gerilimleri ve istenen akım değerlerini çözümlemek için Genelleştirilmiş DüğümDenklemleri (GDD) kullanılmıştır. Bir kez elde edilen integral ve türev katsayımatrisleri sayesinde devre denklemleri basit cebirsel denklem takımına dönüşmektedir.Amaç devreye ilişkin istenen büyüklükleri en basit yöntemle bulmaktır.Dönüşüm katsayı matrisleri ve devre eleman modelleri seyrek matris özelliğigöstermektedir. Bu nedenle devreleri çözümlemede seyrek matris özelliği kullanılarakçözümlemenin daha hızlı gerçekleşmesi sağlanmıştır.Güç elektroniği devreleri genellikle anahtarlamalı devrelerden oluştuğundanyapılan çalışmada çözümleme için Haar dalgacığı kullanılmıştır. Diğer taraftan dikyapısı nedeniyle ters dönüşümü rahatlıkla yapılabilir olması bu dalgacığı kullanmayayönelten diğer bir etkendir.Birçok bilgisayar çözümlemesi gerçekleştirilerek en iyi dalgacık çözümleme düzeyiyakalanmaya çalışılmıştır. MATLAB ortamında denenerek uygulaması gerçekleştirilenGüç elektroniği devre sonuçları Pspice benzetimi ve laboratuar uygulama çalışmasıdevre sonuçlarıyla karşılaştırıldığında oldukça kabul edilebilir olduğu gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Dalgacık temelli modelleme, Geçici durum benzetimi, GüçElektroniğiIn this study, wavelet based transient simulation of power electronics circuits isaimed. The computer aided simulation to solve power electronic circuits takes a veryimportant role and helps the user to get the best performance from the circuit.There are a lot of methods to analyse those circuits. The known methods use steadystate equations of the circuits and numerical solution of integral and derivativeequations are obtained. In that case it needs to numerical integral and derivativeprocesses for solving circuits.In the proposed study the wavelet domain equivalents of electrical circuitcomponents are defined to solve the network by using Modified Nodal Equation to findcurrents and voltages of the nodes. By ones obtained integral and derivative coefficientmatrix, circuit equations turn to its basic algebraic forms. The aim of this operation isfinding desired circuit values by simplest method.The transform coefficient matrices and circuits component models have sparsematrice characteristic. Thus it was applied to solution of circuits sparsity method to getfaster converge.Haar wavelets are used for wavelet based modeling and simulation since powerelectronics circuits consist of switchs. On the other hand, the Haar wavelets haveorthogonal property and can easily be obtained its inverse transform matrices.During the computer simulations, a number of simulations are performed to get thebest level of wavelet solution. Applications are tested by using power electronic circuitsin MATLAB environment and the results are quite acceptable by comparing with thePSPICE simulations and laboratory application circuits values.Key Words: Wavelet Based Modeling, Transient Simulation, Power Electronics