FM kontrollü ZVS LLC rezonans dönüştürücü, geniş bir giriş gerilim aralığı için yüksek anahtarlama frekanslarında düşük anahtarlama kayıpları ile çalışabilmektedir. Değişen giriş gerilimi ve yüke karşı sabit çıkış gerilimi elde etmek için dönüştürücünün DC gerilim kazancının, dolayısıyla çalışma aralıklarının değiştirilmesi gerekmektedir. Farklı çalışma aralıklarında dönüştürücünün DC gerilim kazancının yanı sıra birçok çalışma parametresi de değişmektedir. Bu çalışmada dönüştürücünün ZVS çalışma aralıkları değişen giriş gerilimine ve yüke karşı sabit çıkış gerilimi için verim, anahtar stresleri ve yumuşak anahtarlama yönünden karşılaştırılmıştır. Giriş gerilim aralığı 80-120 V, nominal giriş gerilimi 100 V ve çıkış gerilimi 8 V olan dönüştürücünün prototip devresi kurulmuştur. Birçok farklı giriş gerilim ve yük değeri için prototip devre üzerinden alınan ölçüm sonuçları karşılaştırmalı bir şekilde sunulmuştur. Farklı ZVS çalışma aralıklarının dönüştürücünün çalışma parametreleri üzerindeki etkisi birçok yönden ortaya konulmuştur. Ayrıca dönüştürücünün seri rezonans frekansı civarındaki çalışma performansının, bu frekans değerinin uzağındaki çalışma frekanslarına göre daha iyi olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, the metal tube is heated up to a certain temperature by induction heating method so that the hydrogen stored by metal hydride method in it can be discharged. The voltage fed series resonant inverter (SRI) is used in the power stage of the system and the power switches are turned on under soft-switching conditions. The closed loop controlled 300 W SRI is designed to set the temperature of the tube to the reference temperature of 250 °C. The power control of SRI is realized by frequency control. The temperature of the tube is controlled by hysteresis on-off control due to its simple structure and easy applicability. 16-bit DSPIC33FJ16GS502 is used in the control of the system. Bu çalışmada metal tüp, içerisine metal hidrür yöntemi ile depolanan hidrojenin deşarj edilebilmesi için indüksiyon ısıtma yöntemi ile belirlibir sıcaklığa kadar ısıtılmıştır. Sistemin güç katında gerilim beslemeli seri rezonans inverter (SRI) kullanılmış ve güç anahtarları yumuşak anahtarlama şartlarında iletime geçirilmiştir. Metal tüpün sıcaklığını referans sıcaklığı olan 250 °C'e sabitlemek için kapalı çevrim kontrollü 300 W'lik SRI tasarlanmıştır. SRI'nın güç kontrolü frekans kontrol tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Tüpün sıcaklığı, basit yapısından ve kolay uygulanabilir olduğundan dolayı histerezis on-off kontrol ile denetlenmiştir. Sistemin kontrolünde 16-bit DSPIC33FJ16GS502 kullanılmıştır.

In this study, hydrogen production system is implemented with resonant converter fed alkaline electrolyzer in order to reduce the limitations imposed by pulse width modulation (PWM) switching at high switching frequencies. The series resonant converter (SRC) is used in the power stage of the system due to its simple structure and decreasing conduction and switching losses with decreasing output current. The steady-state characteristic of SRC is obtained by the state-plane method for operating condition above the resonance frequency. The converter of 400 W is designed. The system consisting of the converter, the control circuit and alkaline electrolyzer is established. The power switches of the converter are driven with frequency modulation (FM) technique and switched on under zero voltage conditions. Unlike PWM converters, it is not necessary to use snubber circuits to reduce switch stresses and high efficiency is obtained by operating over 115 kHz. The amount of hydrogen produced for nominal operating current of electrolyzer and different electrolyte temperatures are calculated theoretically and measured approximately. Hydrogen production value and the energy, Faraday and cell efficiency values of the electrolyzer are presented for the nominal operating current and electrolyte temperature of 50℃.