Anahtarlamalı bir güç elektroniği devresinin güvenirliliği ile transistör sürme devresi parametreleri arasındaki bağlantının değerlendirilmesi

Günümüzde tasarlanan birçok cihazda güç elektroniği devreleri kullanılmaktadır. Bu devrelerin kullanım amacı, bir kaynaktan alınan elektrik enerjisinin kontrollü bir şekilde yüke aktarılmasını sağlamaktır. Güç elektroniği devresi temel olarak iki kısımdan oluşmaktadır. Bu kısımlar güç devresi ve kontrol devresi olarak adlandırılabilir. Güç devresinde, çalışacak sisteme göre seçilen MOSFETler bulunmaktadır. Kontrol devresinde ise güç devresindeki MOSFETlerin kontrollü bir şekilde sürülmesini sağlayacak, bir yapı bulunmaktadır. Güç devresinin çalışması kontrol devresine bağlıdır. Bu sebeple, güç elektroniği sistemlerindeki MOSFET sürücü devreleri, kullanılan MOSFETlere ve çalışacak sisteme göre tasarlanmaktadır. Özellikle yüksek frekans ve voltajlarda çalışan MOSFETlerde kaynak genliklerinin birkaç katı kadar voltaj ve akım yükselmeleri gözlemlenmektedir. Bunun yanı sıra kapı-kaynak bacaklarına uygulanan sürme işaretinde salınımlar gözlemlenmektedir. Bu yükselmeler ve salınımlar MOSFETlerin ya da devredeki diğer bileşenlerin zarar görmelerine sebep olmaktadır. Piyasada 200 kHz anahtarlama frekansına kadar kullanılabilecek güvenilir MOSFET sürücü devreleri mevcuttur. Bu tezde ise 400 kHz ve üzeri frekanslarda çalışabilecek MOSFET sürücü devresi tasarlanmıştır. Bu devre tasarlanırken öncelikle CST Studio isimli benzetim yazılımı kullanılarak benzetimleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre tasarımı yapılan baskılı devre plaketinin laboratuvar ortamında testleri yapılmıştır. MOSFET sürme devresinin tamamlanmasının ardından, yapılmış benzetim ile test sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonrasında geliştirilen devre, tasarlanan güç elektroniği sisteminde denenmiştir.