Đề tài Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện đỉnh

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT( EE4336) Đề tài: “Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện đỉnh” Giáo viên hướng dẫn : Vũ Hoàng Phương Nhóm 7: Hoàng Văn Phương 20152882 Đỗ Tuấn Cường 20154482 1 1 1 1 1 NỘI DUNG 1 . MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER. 2. THIẾT KẾ MẠCH LỰC THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ PHỎNG KẾT LUẬN 2 1. MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Mạch lực BBĐ Boost Mô hình BBĐ DC/DC tại điểm xác lập Mô hình trung bình 3 1. MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT Từ mô hình điểm làm việc xác lập Từ mô hình trung bình Trạng thái 1 van ON (D=1) U1=0 Trạng thái 2 van OFF (D=0) => U1=U2 4 1. MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT Tuyến tính hóa tại điểm làm việc cân bằng: Ta có sơ đồ bộ biến đổi boost converter với tín hiệu nhỏ 5 1. MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER 6 MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT 1. MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Hàm truyền giữa hệ số điều chế và dòng điện: Hàm truyền điện áp ra và hệ số điều chế: Hàm truyền giữa điện áp ra và dòng điện của bộ biến đổi Boost: Với: 7 2. TÍNH TOÁN MẠCH LỰC Điện áp vào Uin = 5V Điện áp ra Uo =18V Tải R = 10 rL=rC=0; fs = 200khz Từ các thông số trên: Hệ số điều chế : D = 1 = 0.72 Dòng điện trung bình qua cuộn cảm: IL= = = 6.4 (A) - Đối với bộ biến đổi boost: + Điện cảm được tính theo công thức: L = + Điện kháng được tính theo công thức: C = Với là độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm: = 10%-20% IL : = 0.1% - 1% Uo Chọn =15% IL và =0.5% Uo ta tính được L và C: L = 5.1599e-06 (H) C = 260.00e-06 (F) 8 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN LÝ DÒNG ĐỈNH 9 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Từ m file trong matlab ta có hàm truyền giữa điện áp đầu ra và dòng điện : Đồ thị Bode của hàm truyền G ui : Nhận xét : Tần số cắt là 118 , độ dự trữ pha là 136. Hệ ổn định nhưng có sai lệch tĩnh. Để giảm độ dự trữ pha và tăng tần số cắt ( đáp ứng nhanh hơn) ta sử dụng “ bộ bù loại II” , khâu tích phân để triệt tiêu sai lệch tĩnh. 10 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Bộ bù loại II: Ta thiết kế bộ bù để : + Hệ hở có fc=1500hz +Độ dự trữ pha PM=55 Đồ thị bode hệ hở khi có bộ bù: 11 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Ta có hàm truyền đạt của bộ điều khiển ( bộ bù loại II): 12 4. MÔ PHỎNG KẾT QUẢ Sơ đồ khối mô phỏng trên Matlab Simulink : Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng : . Điện áp đặt thay đổi. . Tải thay đổi. . Điện áp vào dao động. 13 4. MÔ PHỎNG KẾT QUẢ Thay đổi điện áp đặt từ 15V lên 18V xuống 12 V 14 4. MÔ PHỎNG KẾT QUẢ Khi điện áp đầu vào dao động 0.5V với tần số 1 khz: 15 4. MÔ PHỎNG KẾT QUẢ Khi tải thay đổi: R’=1/2 R R’=2 R 16 5. KẾT LUẬN Ưu điểm của điều khiển theo chế độ dòng điện đỉnh + Hạ bậc đối tượng. Nên thiết kế bộ điều khiển đơn giản. + Phù hợp với đa số bộ biến đổi DC/DC. Bộ điều khiển thiết kế theo bộ bù loại 2 + Triệt tiêu sai lệch tĩnh + Không có độ quá điều chỉnh + Thời gian đáp ứng nhanh ( 0.06s) + Điện áp đạp mạch nhỏ cỡ (1.6%) 17 Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe! 18