Design of a High Efficiency DC-DC Converter with Wide Bandgap Devices for Aircraft Applications

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorBilal, Ahmed
dc.contributor.authorMäkelä, Juha
dc.contributor.schoolSähkötekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorKyyrä, Jorma
dc.date.accessioned2019-08-25T15:06:50Z
dc.date.available2019-08-25T15:06:50Z
dc.date.issued2019-08-19
dc.description.abstractThis thesis focuses on developing a 5 kW isolated DC-DC step-down converter. Work is categorized into designing, modelling, optimization and simulations. Our goal is to reach > 95 % efficient converter that fulfills strict weight, volume and thermal requirements and EMI standards of the aviation industry. Constantly improving semiconductor industry produces ever-improving switching devices that allow access to higher switching frequencies. These developments allow for leaps in converter design. To utilize the development in material technology, the modelling of high-frequency effects in magnetic components needs to be reliable and accurate. This thesis focuses on numerically modelling these effects in Matlab TM environment. Results obtained from the mathematical model proved to be a good starting point for selecting materials and required windings in a transformer and for overall optimization of the converter and simulations confirm operation of the converter.en
dc.description.abstractTämä diplomityö keskittyy 5 kW DC-DC teholähteen suunnitteluun, mallinnukseen ja optimointiin. Tarkoituksena on suunnitelma korkean hyötysuhteen > 95 % muuttaja, joka täyttää samanaikaisesti erittäin kireät paino-, tilavuus- ja lämpötilavaatimukset, sekä vastaa lentoliikenteessä oleviin kireisiin standardeihin. Jatkuvasti kehittyvä materiaaliteollisuus tuottaa yhä parempia ja parempia kytkimiä, joilla voidaan päästä korkeampiin taajuuksiin tehoelektroniikan tuotteissa. Jotta materiaaliteknologian saavutukset voidaan realisoida, on suuritaajuiset ilmiöt mallinnettava tarkasti. Tämä työ keskittyy induktiivisten komponenttien mallintamiseen yksinkertaisesti toteutettavassa laskuympäristössä eli Matlab TM toimintaympäristössä. Saadut tulokset varmennettiin luomalla tarkempi ja hitaampi elementtimenetelmää käyttävä malli muuntajasta ja kuristimesta. On todistettu, että numeerisilla malleilla voidaan laskea iteratiivisen prosessinensiaskeleet, kun halutaan seuloa induktiivisten komponenttien materiaaleja tai valmistusmenetelmiä mielivaltaista hyötyfunktiota vasten, näitä hyötyfunktioita ovat ainakin hyötysuhde, paino, tilavuus, lämpötila ja hinta.fi
dc.format.extent70+11
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/39856
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201908254917
dc.language.isoenen
dc.locationP1fi
dc.programmeAEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)fi
dc.programme.majorElectrical Power and Energy Engineeringfi
dc.programme.mcodeELEC3024fi
dc.subject.keyworddc-dc converteren
dc.subject.keywordtransformeren
dc.subject.keywordinterleaved windingen
dc.subject.keywordefficiencyen
dc.subject.keywordoptimizationen
dc.subject.keywordwide bandgap devicesen
dc.titleDesign of a High Efficiency DC-DC Converter with Wide Bandgap Devices for Aircraft Applicationsen
dc.titleKorkean hyötysuhteen DC-DC muuttaja suuren valenssivyön kytkimillä ilmailualan sovelluksessafi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
local.aalto.electroniconlyyes
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Mäkelä_Juha_2019.pdf
Size:
3.42 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC