İki kademeli anahtarlamalı DA-DA yükseltici devrelerin konveks optimizasyon metotları ile tasarımı / Design of two stage boost conveter circuits via convex optimization methods

Abstract

DA-DA çevirici devreler, özellikle bataryalarda depolanan enerjiden DA olarak faydalanılacak senaryolarda, önemli bir güç elektroniği sistemi ünitesi olarak kullanılmaktadır. Biz bu çalışmada matematiksel optimizasyon teknikleri kullanarak iki aşamalı DA-DA çevirici devrelerin optimum verimlilikte tasarlanmasını sağlayacak bir metot geliştirdik. Literatürde tek aşamalı DA-DA devrelerin matematiksel optimizasyon teknikleri ile tasarlanması ile ilgili çalışmalar bulunmakla beraber, tasarım iki aşamaya çıktığında problem zorlaşmaktadır. İki aşamalı DA-DA çevirici tasarımı problemi geometrik problem olarak ifade edilememektedir. Bu çalışmada geometrik programlama olarak ifade edilemeyen problemi, monomial yaklaştırım yaparak geometrik problem olarak formüle edip, iteratif bir yaklaşımla çözdük. Yaklaşımımızın etkinliğini simülasyon sonuçları ile destekledik. DC-DC converter circuits are used as an important power electronics system unit, especially in scenarios where energy in batteries needs to be utilized as direct current. In this study, we have developed a method to ensure that two-stage DA-DA converter circuits are designed with optimum efficiency using mathematical optimization techniques. Although there are some studies about designing one-stage DA-DA circuits with mathematical optimization techniques in the literature, the problem becomes difficult when the design goes into two stages. We find out that the problem of a two-stage DA-DA converter design cannot be expressed as a geometric problem. However, we formulated and solved the problem by approximating the problem as geometric optimization problem around critical points, and then iterated the same procedure until convergence. We supported the effectiveness of our approach with simulation results.