Design of capacitive coupled transformer for power converter applications

Kullanım amacına göre transformatör tipleri zaman içinde çeşitlenmiştir. Bilindiği üzere temelde bu cihazlar manyetik indüklenme ile güç aktarımı sağlayan sargılı malzemelerdir. Primer sargılarına uygulanan AC voltaj, sekonder tarafına yansır sonuç olarak manyetik alan ile sekonderde indüklenen bir voltaj oluşur. Güç sistemleri ve güç elektroniğinde birçok yerde karşımıza çıkan bu malzemelerin üretimi zordur ve zaman alır ayrıca maliyet açısından yüksektir çünkü belirli bir sarım sayısı gerekliliği vardır. Bu çalışmada indüktif bir transformatör modeli yerine kapasitif bir transformatör modeli için tasarım, simülasyon ve deneysel testleri yapılacaktır. Bu cihaz güç aktarımını elektrik alanı kullanarak yapacaktır. İç içe geçmiş bir yapıda dört metal plakanın aynı dielektrik malzeme içerisinde olmasıyla oluşan ortak kapasitans değeriyle güç aktarımı primer plakalardan sekonder plakalarına aktarılacaktır. Buradaki kapasitif transformatör modelinin üretim kolaylığı ve maliyet açısından endüktif trafoya göre daha iyi olacağı beklenilmektedir. Bu cihaz ayrıca bazı izole olmayan dönüştürücü topolojileri için izolasyon da sağlayacaktır. Bu kapasitif transformatörün eş değer devresi çıkartılıp, bu devrenin simulasyon çalışmaları MATLAB Simulink ile yapılmıştır ve istenildiği gibi bir güç transferi gerçekleştirilmiştir. Benzer şekilde deneysel devreler de kurulup başarılı bir şekilde alçaltıcı trafo ve izolasyon trafosu görevlerini yerine getirmiştir.