BỘ BIẾN đổi DC DC BUCK CONVERTER sử DỤNG PHƯƠNG PHÁP điều KHIỂN điện áp

BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BUCK CONVERTER SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP I Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter I I Mơ hình hoá cấu trúc điều khiển Buck Converter II I Mô biến đổi Buck Converter MATLAB I Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC I Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter Ứng dụng biến đổi Buck Converter Mạch Buck Converter ứng dụng rộng rãi thiết bị điện tử ngày nay, có tác dụng hạ từ cấp điện áp cao cấp điện áp thấp để cung cấp nguồn cho vi xử lý linh kiện khác hoạt động I Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter II I Mơ biến đổi Buck Converter I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Định nghĩa Một hệ thống điều khiển bao gồm thành phần bản: - Đó hệ thống ( Plant / System ) - Mục tiêu điều khiển ( Control Objective ) - Bộ điều khiển ( Controller ) I I Mơ hình hoá biến đổi Buck Converter Hệ thống Một hệ thống bao gồm biến trạng thái ( states ) chịu ảnh hưởng nhiều đầu vào (inputs) Dựa biến trạng thái đầu vào này, có nhiều đầu điều khiển I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Mục tiêu điều khiển Điện áp Đối với biến đổi xung áp DC- DC, thường làm cho điện áp đầu số Đơi khi, mục tiêu điều khiển dòng điện đầu dòng điện qua cuộn cảm Cần điều khiển gì??? Dịng điện I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều khiển BộĐốiđiềuvới Gvd(s) = bộkhiểnbiếnlàđổithànhBuckphầnConverter,chínhgiúpcấu trúcmột iệ cG (s )= vònghệthốngđiềuđạtkhiểnđược h u điều khiển ao, ổn định đáp ứng yêu cầu đ n áp mạch ấuvg trúc điều khiển biến đổi DC-DC sử đề dụng mơ hình tín hiệuZnhỏout(s)có= dạng- chung hình I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Các thông số thiết kế Đầu vào Đầu Dòng tải I đập mạch V đập mạch Tần số phát xung Tần số tự nhiên : Tính tốn giá trị cuộn cảm tụ điện: L= =365 H C= =166 F  Chọn cuộn cảm L = 330 H tụ C = 150 F I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Thiết kế bù Gvd(s) = = Ta xét đồ thị Bode hàm truyền hệ hở Gvd để xét độ ổn định hệ kín thiết kế bù I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Đồ thị Bode hàm truyền hệ hở Gvd(s) Gvd(s) = = I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Đồ thị Bode hàm truyền hệ hở Gvd(s) Gvd(s) = = Tần số cắt : 1.7kHz Độ dự trữ pha : 10.2 Độ dự trữ biên độ : Vơ  Bản thân hệ có khả ổn định  Độ dự trữ pha thấp I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Mục tiêu thiết kế điều khiển I I Mô hình hố biến đổi  Tần số cắt đạt = kHz ( 1/10 tần số phát xung )  Độ dự trữ pha mong muốn 60 Buck Converter DC/DC ộ ts ố bùs ng utrúcđ b d c i ukhi ể n converter trữ pha, mở rộng dải băng thông mạch vòng phản hồi (feedback loop) giảm sống hài bậc cao Cải thiện độ dự I I Mơ hình hố biến đổi Tăng hệ số khếch đại dải tần số thấp, Triệt tiêu sai lệch tĩnh điều chỉnh giảm nhiễu tần số thấp giảm sai lệch tĩnh Buck Converter M ộ t s ố b ộ bùs dụ ng c ấ u trúc đ i ề u ển DC/DC converter Cải thiện độ dự trữ pha, mở rộng dải băng th ông mạch vòng phản hồi (feed back loop) giảm sống hài bậc cao Gc(s) = Gco Tăng hệ số khếch đại dải tần số thấp, giảm nhiễu tần số thấp giảm sai lệch tĩnh Gc(s) = Gco I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều chỉnh PID Gc(s) = Kc = Kc GPID(s) – /10 I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều chỉnh PID Gc(s) = Kc = Kc GPID(s) 60 -169.8 – /10 I I Mơ hình hoá biến đổi Buck Converter Bộ điều chỉnh PID Gc(s) = Kc = Kc GPID(s) 2kHz /10 2kHz √ 1+ ( ƒ ƒC ) √ ƒ ƒz ( ƒ ƒc ) =1 I I Mô hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều chỉnh PID Gc(s) = Kc = Kc GPID(s) ƒL=0.2 =0.29 I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều chỉnh PID Gc(s) = Kc = Kc GPID(s) I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Đồ thị Bode hệ sau có bù tham gia I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Đồ thị Bode hệ sau có bù tham gia Độ dự trữ pha : 57.1 Độ dự trữ biên độ : Vơ  Hệ kín ổn định I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Ảnh hưởng biến động điện áp đầu vào đến điện áp đầu sau có bù Gvg(s) = Có bù Chưa có bù ... tiêu điều khiển dịng điện đầu dịng điện qua cuộn cảm Cần điều khiển gì??? Dịng điện I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Bộ điều khiển Bộ? ?ốiđiềuvới Gvd(s) = bộkhiểnbiếnlàđổithànhBuckphầnConverter,chínhgiúpcấu... Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter II I Mô biến đổi Buck Converter I I Mơ hình hố biến đổi Buck Converter Định nghĩa Một hệ thống điều khiển bao gồm... Nguyên lý ứng dụng biến đổi Buck Converter Ứng dụng biến đổi Buck Converter Mạch Buck Converter ứng dụng rộng rãi thiết bị điện tử ngày nay, có tác dụng hạ từ cấp điện áp cao cấp điện áp thấp để