Termoelektrik soğutucu (Tes) için iki yönlü sürücü tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Abstract

1930'lu yıllarda keşfedilen termoelektrik soğutucu olarak bilinen peltierler, lazer optik sistemlerde, bilgisayar işlemcilerinde, araç buzdolaplarında ve su ile soğutma sistemlerinin kullanıldığı iklimlendirme sistemlerinde sıklıkla tercih edilmektedir. Enerji tasarrufu sağlanması ve soğutucu devrenin az yer kaplaması önemli avantajlarındandır. Bu tezde, hassas çalışma sıcaklık aralığına sahip sistemlerin çalışma koşullarının kontrolünde kullanılan TES'ler (Termoelektrik soğutucu) için iki yönlü sürücü tasarımı yapılmış ve gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan sürücü ile akım yönü değiştirilerek hem soğutma hem de ısıtma yapılmıştır. Bu sayede istenilen sıcaklık aralığı kontrolünün daha hassas olması sağlanmıştır. Kullanım yeri olarak özel bir sistem tercih edilmemiştir. Bu çalışmada kontrol döngülerinde sıkça kullanılan PID ile sürücü devresinde yer alan H köprüsü, kapı sürücüsü, PWM tekniği ve elektronik elemanlardan detaylı biçimde bahsedilmiştir. Tasarlanan çift yönlü akım kontrolü yapan sürücü devreye ait benzetim ve gerçek uygulama sonuçları sunulmuştur.

Peltiers discovered in 1930's known as thermoelectric coolers which are used often for laser optical systems, processors of computers, vehicle refrigerators and chiller cooling devices used for air conditioning systems. Thermoelectric coolers have important advantages because of their energy saving and small foot print characteristics. In this thesis, bidirectional driver was designed and realized for using TEC (thermoelectric coolers) which were used to control operating conditions of sensitive systems. Cooling and heating functions were accomplished with the aid of changing direction of current by designed driver. Hence, desired temperature range was controlled very sensitive. Any specific system was not preferred as a place of use. In this study, PID which is frequently used in control loops, H-bridge, gate driver, PWM technique and electronic equipments in the driver circuit were mentioned in detail. Simulation and actual application results of the designed bidirectional current control drive circuit were presented.