4th International Symposium of Scientific Research and Innovative Studies (ISSRIS’24), Balıkesir, Turkey, 13 - 16 March 2024, pp.583-585
DC-DC converters provide efficient conversion of electrical energy from one level to
another. The basic operating principle of these converters is based on currents induced during
switching operations through inductors in the circuit. This phenomenon also leads to the
formation of magnetic fields in the circuit.
Electrical energy is transmitted through current and voltage signals. The fundamental
relationship between these two signals is determined by the impedance, which represents the
sum of the resistance and reactance of a circuit against the electric current. Any change in
impedance causes fluctuations in voltage and current signals. This mismatch can adversely
affect the performance of circuits. Therefore, it is critically important to maintain impedance
stably at all points in the circuit.
In converter circuits, as the operating frequencies increase, the rate of change of current and
voltage also increases.
This situation can lead to unwanted voltage/current induce due to inductive and capacitive
coupling mechanisms in critical lines. Additionally, in high-frequency operation, the rise and
fall times of the signal shorten, leading to the formation of higher-frequency components in the
signal spectrum. This can cause impedance mismatches and reflections due to the frequencydependent nature of impedance.
DC-DC dönüştürücüler, elektrik enerjisinin bir seviyeden diğerine verimli bir şekilde
dönüştürülmesini sağlar. Bu dönüştürücülerin temel çalışma prensibi, devredeki indüktörler
aracılığıyla anahtarlama işlemleri sırasında indüklenen akımlar üzerine kuruludur. Bu olay aynı
zamanda devrede manyetik alanların oluşumuna da yol açar.
Elektrik enerjisi, akım ve gerilim sinyalleri aracılığıyla iletilmektedir. Bu iki sinyal
arasındaki temel ilişki, bir devrenin elektrik akımına karşı gösterdiği direnç ve reaktansın
toplamını ifade eden empedans tarafından belirlenir. Empedansın herhangi bir değişikliği,
gerilim ve akım sinyallerinde de dalgalanmalara neden olur. Bu uyumsuzluk devrelerin
performansını olumsuz yönde etkileyebilir. Bu nedenle, devrenin tüm noktalarında empedansın
stabil bir şekilde korunması kritik öneme sahiptir.
Dönüştürücü devrelerinde, çalışma frekanslarının yükselmesiyle birlikte akım ve
gerilimlerin değişim hızı da artmıştır. Bu durum, kritik hatlarda endüktif ve kapasitif kuplaj
mekanizmaları sonucunda istenmeyen gerilim/akım indüklenmelerine neden olabilmektedir.
Ayrıca, yüksek frekanslı çalışmada, sinyalin yükselme ve düşme süreleri kısalmakta ve bu da
sinyal spektrumunda daha yüksek frekanslı bileşenlerin oluşmasına neden olmaktadır. Bu
durum, empedansın frekansa bağımlı olmasından dolayı empedans uyumsuzluklarına ve
yansımalara sebebiyet verebilmektedir. Tüm bu olumsuzluklar, bir sinyalin kaynaktan hedefe
bozulmadan, değişmeden ve istenmeyen gecikmeler veya yansımalar olmadan ulaşmasını
sağlamayı ifade eden sinyal bütünlüğü (SI) ile ilgili sorunlar oluşmasına neden olur.