Güç elektroniği herhangi bir kaynaktan alınan elektrik enerjisinin, elektronik yöntemlerle kontrol edilerek (dönüştürülerek veya işlenerek) kontrollü olarak yüke aktarılması işlemidir. Gün geçtikçe daha da genişleyen elektronik sektörünün en önemli dallarından birisidir. Önceleri endüstriyel alanlardaki çözümlerde kullanılan güç elektroniği devre ve düzenekleri, günümüzde endüstrinin dışına taşarak evlere, ofislere ve araçlara girmiştir. 
 

► İlginizi Çekebilir:  IGBT Nedir? | Güç Elektroniği Dersleri

 

Güç elektroniği günlük hayatta kullandığımız teknolojik aletlerde yer almaktadır. Telefon, bilgisayar şarz cihazları, radyo, ütü gibi aletleri günlük hayatımızda kullanırız ve farkında olmadan güç elektroniği prensibini işletmiş oluruz. Basit bir şekilde açıklamak gerekirse; telefonumuzu, bilgisayarımızı şarz ederken, radyo dinlerken gerçekleşen olaylar hep bir güç elektroniğinin var olmasından kaynaklıdır. Bu olaylardan (doğrultucu) bahsedeceğiz. Şimdi güç elektroniğinin geniş şekilde kullanım alanlarını inceleyelim:

 

Endüstride Kullanım Alanları
 

► Enerji iletimi ve dağıtımında

► Her tür motor kontrolünde

► Makine otomasyonunda

► Her tür ısıtma ve soğutma işlemlerinde

► Her tür üretim ve montaj sanayinde

► Her tür güç kaynağı ve güç kontrol sistemlerinde
 

Bina, Ofis ve Evlerde Kullanım Alanları
 

► Bina, otomasyon sistemlerinde

► Isıtma, soğutma, havalandırma ve güvenlik sistemlerinde

► Tüm ofis araçlarında

► Eğlence, oyun ve spor araçlarında

► Tıbbi cihazlarda

► Çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, buzdolabı, klima, elektrik süpürgesi vb. ev cihazlarında
 

 

 Ulaşım Araçlarında

 

► Uçak ve diğer hava araçlarındaki tüm güç sistemlerinde

► Demiryolu ve yeraltı araçlarındaki sistemlerde

► Otobüs, kamyon ve çekici sistemlerinde

 

Tarım ve Hayvancılıkta

 

► Sera otomasyonu ve kontrolünde

► Açık hava sulama ve ürün kontrol sistemlerinde

► Tarım makinelerinin otomasyonunda

► Orkit, seyyar vinç, beton makinesi vb. araçlarda

► Yetiştirme tesislerinin bakım ve otomasyonunda

► Tarla ve arazilerin ekim,dikim ve gübreleme kontrollerinde

► Tohumculuk, fide yetiştirme vb. çalışmalarda

 

Güç elektroniği serüveni, 1900’lü yılların başlarında endüstriyel makinelerde çok yoğun olarak kullanılmakta olan doğru akım motorlarının hız kontrolü ile başlamıştır. 1950’li yıllara kadar güç elektroniğinin endüstriyel uygulamaları ile ilgili pek çok teorik çalışma yapılmış, fakat elektron tüplerinden başka kullanılabilecek malzeme geliştirilemediği için uygulamaya sokulamamıştır. 1950’lerin başında yarı iletken malzemelerin geliştirilmesi ve bu malzemeler kullanılarak diyot, transistör gibi devre elemanlarının yapılmaya başlanması güç elektroniği uygulamalarının önünün açılma işaretini vermiştir.

 

Nihayet 1960’ların basında Tristör’ün bulunması, güç elektroniği açısından çok önemli bir devrim olmuştur. Tristör’ün bulunmasıyla o zamana kadar elektron tüpleri ile yapılan uygulamalar artık Tristörle yapılmaya başlamıştır. Tristör kullanılarak hem daha basit, hem daha küçük, hem de daha ucuza yapılabilir hale gelen güç elektroniği devrelerinin uygulama alanları da hızla yaygınlaşmaya başlamıştır. Aynı zamanda, yine o zamana kadar düşünülüp de yapılamayan pek çok uygulama Tristör sayesinde yapılabilir hale gelmiştir.

► İlginizi Çekebilir: FET ve MOSFET Nedir? | Güç Elektroniği Dersleri
 

 

1960’lı ve 1970’li yıllar Tristör’ün altın yılları olmuş ve güç elektroniği uygulamaları her alana yayılmıştır. 1980’lerin başlarından itibaren ise sayısal elektronik alanındaki gelişmeler ve mikroişlemcilerin geliştirilmeye başlaması ile güç elektroniğinde yeni ufuklar açılmaya başlamıştır.

 

Bu gelişmelere uygun olarak güç transistörleri, güç mosfetleri ve bu elemanların daha ileri versiyonlarının geliştirilmesiyle birlikte, daha önceki yıllarda tristörler kullanılarak hem daha zor hem de daha pahalı olarak yapılmaya çalışılan bir takım güç elektroniği devreleri ve tristöre alternatif yeni güç elektroniği elemanları geliştirilme çalışmaları başlamış ve bu çalışmalar sonucunda o zamana kadar düşük güçlüleri kullanılmakta olan “Güç Transistör’leri ve Güç Mosfet’leri” geliştirilmiştir. Endüstriyel uygulamalar, bu yeni elemanların kullanılmaya başlamasıyla, hem daha basit, hem daha küçük, hem daha fonksiyonel hem de çok daha ucuza yapılabilir ve kullanılabilir hale gelmiştir.

 

 

Bir güç elektroniği düzeneği, güç devresi ve kontrol devresi olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Güç elektroniğinde temel amaçlarımızdan biri de elektriksel gücü taşımaktır. Bu yüzden güç elektroniği çeviricileri elektrik enerjisinin form değiştirmesini gerektiren her yerde kullanılabilir. Güç elektroniği çeviricilerinin kullanabildikleri enerji aralığı mili wattlardan(örnek: cep telefonu) megawatt değerlerine (örnek: trenlere enerji sağlanması) kadar değişebilir.
 
Sonuç olarak çeviriciler güç elektroniğinde statik gücü alıp dinamik güç olarak hizmet vermesini sağlamaktadırlar.
 
Gelin beraber güç elektroniğinde ki temel güç devrelerini inceleyelim:

 
        ► AC-DC dönüştürücüler
 
        ► AC-AC dönüştürücüler
 
        ► DC-DC dönüştürücüler
 
        ► DC-AC dönüştürücüler

 
 
Endüstriyel anlamda AC-DC dönüştürücülerine doğrultucu denir. AC gerilimini DC gerilimine çeviren güç kaynaklarıdır. İyi bir doğrultucudan beklenen, AC geriliminden hiç dalgalanması olmayan ve istenilen değerde bir DC gerilim sabiti olmasıdır.
                                            
 

Burada;
 
• ►Transformatör: 220V ihtiyaç duyulan AC gerilime dönüştürülmesini sağlar.

• ►Doğrultma Devresi: AC gerilimi DC gerilime çeviren devredir. Bu DC gerilim, sinüzoidal değişimin tek yönlü halidir. Yani dalgalıdır.

•► Filtre Devresi: Dalgalanması mümkün olduğunca az DC gerilim oluşumunu sağlar.

• ►Regülatör Devresi: Tam doğrultulmuş DC gerilim oluşumunu sağlar.
 
Doğrultucular hemen hemen her yerde kullanılır. Evimizde bilgisayar şarz aleti, telefon şarzı, televizyon üniteleri DC (doğru akım) kullanılan aletlerdir. Ancak şehir şebekesi AC dir. Burada AC-DC yani doğrultma olayı vardır. Bu doğrultma, kullandığımız cihazların yapısında bulunmaktadır. Yani evlerimizde kullandığımız cihazlar güç elektroniği dönüştürücüleri ile yapılmışlardır.  Sonuç olarak incelediğimizde hayatımızın her alanını işimizi kolaylaştıran elektrikli, teknolojik aletlerin aldığını görmekteyiz ve bu cihazların yapısında da farkında olmasak bile işimizi kolaylaştıran güç elektroniği sistemleri vardır.

 

 

►Powerelectronics
►Megep