(TIỂU LUẬN) mô hình điều khiển điện áp ngõ ra sử dụng bộ điều khiển PI được áp dụng trong nghiên cứu, tìm hiểu cách thức hoạt động của bộ DC DC buck thông qua mô hình hóa mô phỏng

MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC CÁC HÌNH .2 MỤC LỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .3 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu tiểu luận 1.3 Phương pháp thực CHƯƠNG 2: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC BUCK 2.1 Bộ chuyển đổi DC-DC Buck 2.2 Công thức chuyển đổi Buck .6 2.2.1 Tính tốn cho tỉ số thời gian 2.2.1.1 Phân tích chuyển đổi Buck cho trạng thái công tắc đóng (ON) 2.2.1.2 Phân tích chuyển đổi Buck cho cơng tắc mở (TẮT) 2.2.2 Tính toán giá trị cuộn cảm 2.2.3 Tính tốn cho tụ điện .11 2.3 Mục đích thành phần khác chuyển đổi Buck 12 2.3.1 Khóa bán dẫn 12 2.3.2 Cuộn cảm 12 2.3.3 Tụ điện 13 2.3.4 Diode .13 2.4 Các chế độ vận hành mạch Buck 14 2.4.1 Chế độ dẫn không liên tục .14 2.4.2 Chế độ dẫn liên tục 14 CHƯƠNG 3: DC BUCK TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MẠCH DC16 Tieu luan 3.1 Thông số mạch DC-DC Buck 16 3.2 Tính tốn giá trị linh kiện mạch Buck 16 3.3 Mơ hình hóa mơ mạch DC-DC Buck 17 3.4 Kết mô 18 3.5 Kết luận 21 MỤC LỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Mạch cơng suất chuyển đổi DC-DC Buck Hình 2.2 Các dạng sóng mạch buck cho hoạt động chế độ dẫn liên tục Hình 2.3 Mạch chuyển đổi Buck đóng cơng tắc Hình 2.4 Mạch chuyển đổi Buck công tắc mở .8 Hình 2.5 Dạng sóng dịng điện dẫn cho chế độ dẫn khơng liên tục .14 Hình 2.6 aveform of inductor current for continuous conduction mode [2] .15 Hình 3.1 Mơ hình mơ điều khiển mạch DC-DC Buck 17 Hình 3.2 Dạng sóng điện áp ngõ 18 Hình 3.3 Dạng sóng điện áp ngõ thời điểm độ công suất tải 18 Hình 3.4 Dạng sóng dịng điện qua tải .19 Hình 3.5 Tỉ số thời gian điều khiển .19 Hình 3.6 Tỉ số thời gian điều khiển độ công suất .20 Hình 3.7 Dạng sóng dịng điện cuộn dây 21 MỤC LỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Thông số mạch Buck 16 Bảng 3.2 Thông số linh kiện mơ hình mơ 17 Tieu luan CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 111Equation Chapter (Next) Section 1.1 Đặt vấn đề Bộ chuyển đổi DC-DC chế độ chuyển mạch mạch điện tử công suất đơn giản chuyển đổi mức điện áp thành mức khác cách thay thổi trạng thái hoạt động khóa bnn dẫn Những chuyển đổi nhận quan tâm ngày nhiều nhiều lĩnh vực Điều ứng dụng rộng rãi chúng nguồn cung cấp điện cho máy tính cá nhân, thiết bị văn phòng, điều khiển thiết bị, thiết bị viễn thông, truyền động động DC, ô tô, máy bay, v.v Việc phân tích, điều khiển ổn định trạng thái đóng cắt yếu tố cần quan tâm Nhiều phương pháp điều khiển sử dụng để điều khiển chuyển đổi DC-DC với cấu trúc điều khiển đơn giản chi phí thấp yêu cầu cho hầu hết ứng dụng công nghiệp hiệu suất cao Phương pháp điều khiển có số ưu điểm hạn chế Trong thực tế điều khiển PI quan tâm nghiên cứu ứng dụng đơn giản hiệu chúng Tuy nhiều hạn chế điều khiển thích nghi với nhiều điều kiện hoạt động khác đủ để ứng dụng điều khiển không yêu cầu chất lượng cao Trong tiểu luận, mơ hình điều khiển điện áp ngõ sử dụng điều khiển PI áp dụng nghiên cứu, tìm hiểu cách thức hoạt động DC-DC Buck thơng qua mơ hình hóa mơ 1.2 Mục tiêu tiểu luận ‒ Mơ hình hóa phân tích chuyển đổi Buck khơng có điều khiển mô MATLAB / Simulink ‒ Kiểm tra tính hiệu điều khiển PI 1.3 Phương pháp thực Các phương pháp luận sau sử dụng để hoàn thành tiểu luận này: Tieu luan ‒ Nghiên cứu kiến thức có liên quan đến vấn đề cấu tạo, nguyên lý hoạt động điều khiển mạch DC-DC Buck ‒ Mơ hình tốn học chuyển đổi DC-DC Buck ‒ Mơ hình hóa hệ thống phân tích MATLAB / simulink ‒ Hiệu suất kiểm tra cách thay đổi điện trở tải CHƯƠNG 2: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC BUCK 212Equation Chapter (Next) Section 2.1 Bộ chuyển đổi DC-DC Buck Bộ chuyển đổi Buck sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào chiều không điều chỉnh thành điện áp đầu chiều có kiểm sốt với mức điện áp mong muốn Nó đơi gọi giảm áp Cấu trúc liên kết có tên từ việc tạo điện áp đầu có độ lớn thấp điện áp đầu vào Sơ đồ mạch chuyển đổi buck thể Hình Hình 2.1 Mạch cơng suất chuyển đổi DC-DC Buck Tieu luan Dạng sóng chuyển đổi DC-DC Buck chế độ dòng điện liên tục thể Hình 2 Hình 2.2 Các dạng sóng mạch buck cho hoạt động chế độ dẫn liên tục 2.2 Công thức chuyển đổi Buck Dựa phân tích chuyển đổi buck cho cơng tắc đóng mở sử dụng định luật điện áp định luật dịng điện Kirchhoff, tính tốn điều sau 2.2.1 Tính tốn cho tỉ số thời gian Để tính tốn tỉ số thời gian, trước hết giả sử chuyển đổi trạng thái ổn định Các thiết bị chuyển mạch coi lý tưởng, tổn hao phần tử cảm ứng điện dung bỏ qua Ngoài ra, điều quan trọng cần phân tích sau khơng bao gồm điện trở ký sinh (tất trường hợp lý tưởng) Phân tích có giả định chuyển đổi hoạt động chế độ dẫn liên tục, tức Tieu luan dòng điện dẫn lớn Để có tỉ số thời gian, cần phải phân tích hai trạng thái chuyển đổi buck 2.2.1.1 Phân tích chuyển đổi Buck cho trạng thái cơng tắc đóng (ON) Mạch tương đương biến đổi buck cơng tắc đóng Hình bên Hình 2.3 Mạch chuyển đổi Buck đóng cơng tắc Khi cơng tắc đóng (ON) khoảng thời gian Ton, cơng tắc dẫn dịng điện dẫn diode trở thành phân cực ngược Điều dẫn đến điện áp dương cuộn cảm Vin  L diL  Vo dt 323\* MERGEFORMAT (.) Sắp xếp lại phương trình Error: Reference source not found ta được, L diL  Vin  Vo dt 424\* MERGEFORMAT (.) Viết lại phương trình Error: Reference source not found thu phương trình Error: Reference source not found sau: iL Vin  Vo  t L Tieu luan 525\* MERGEFORMAT (.) Thời gian đóng khóa điện tính tốn ∆t = DT, phương trình Error: Reference source not found viết lại theo độ chênh lệch dòng điện thể Error: Reference source not found với D tỉ số thời gian iL ( closed )  Vin  Vo DT L 626\* MERGEFORMAT (.) 2.2.1.2 Phân tích chuyển đổi Buck cho cơng tắc mở (TẮT) Mạch tương đương chuyển đổi buck hiển thị bên cơng tắc mở Hình 2.4 Mạch chuyển đổi Buck công tắc mở Khi công tắc tắt, tích trữ lượng cảm ứng, dịng điện dẫn tiếp tục chạy Trong thời gian diode phân cực thuận dịng điện chạy qua L diL  Vo dt 727\* MERGEFORMAT (.) Phương trình (2.5) viết thành, iL Vo  t L Tieu luan 828\* MERGEFORMAT (.) Since the duration of time when the switch OFF is given as t  (1  D)T , Equation (2.6) is given as, Vì khoảng thời gian cơng tắc TẮT cho t  (1  D)T , phương trình Error: Reference source not found viết lại theo Error: Reference source not found iL ( open )  Vo (1  D)T L 929\* MERGEFORMAT (.) Đối với hoạt động trạng thái ổn định, thay đổi thực dịng điện dẫn phải chu kì thời gian iL ( closed )  iL ( open )  10210\* MERGEFORMAT (.) Thay phương trình Error: Reference source not found phương trình Error: Reference source not found vào phương trình Error: Reference source not found đơn giản hóa cho kết quả, D Vo Vin 11211\* MERGEFORMAT (.) Theo cách khác, dạng sóng hoạt động trạng thái ổn định phải lặp lại từ khoảng thời gian sang khoảng thời gian tiếp theo, tích phân điện áp cuộn cảm VL khoảng thời gian phải không  T Ton T Ton VL dt   VL dt   VL dt  12212\* MERGEFORMAT (.) Trong T chu kỳ chuyển đổi (tức T = ton + toff) tích hợp theo thời gian chuyển đổi cho,  Vin  Vo  Ton  Vo  T  Ton  13213\* MERGEFORMAT (.) Đơn giản hóa phương trình Error: Reference source not found cho, Tieu luan D Vo Ton  Vin T 14214\* MERGEFORMAT (.) 2.2.2 Tính tốn giá trị cuộn cảm Giả sử khơng có tổn thất cơng suất biến đổi, công suất tải hấp thụ phải công suất nguồn cung cấp P0  PS 15215\* MERGEFORMAT (.) Phương trình Error: Reference source not found viết dạng, V02  Vin I S R 16216\* MERGEFORMAT (.) Dịng nguồn trung bình có liên quan đến dịng điện dẫn trung bình như, I S  I L D 17217\* MERGEFORMAT (.) Do đó, phương trình Error: Reference source not found viết thành, V02  Vin I L D R 18218\* MERGEFORMAT (.) Thay Vo  Vin D vào phương trình Error: Reference source not found, dịng điện trung bình qua cuộn dây viết theo Error: Reference source not found IL  V0 R 19219\* MERGEFORMAT (.) Điều có nghĩa dịng điện dẫn trung bình dòng tải Dòng điện dẫn tối đa tối thiểu cho sau: I L ,max  I L  iL 20220\* MERGEFORMAT (.) I L ,min  I L  iL 21221\* MERGEFORMAT (.) Tieu luan Thay cho I L iL từ Phương trình Error: Reference source not found Error: Reference source not found tương ứng vào Phương trình Error: Reference source not found Error: Reference source not found đơn giản hóa cho, I L ,max  V0 Vo  (1  D)T R L 22222\* MERGEFORMAT (.) I L ,min  V0 Vo  (1  D)T R L 23223\* MERGEFORMAT (.) Đối với dòng điện liên tục, dịng điện dẫn phải dương Do đó, để xác định ranh giới chế độ dẫn liên tục chế độ dẫn khơng liên tục, dịng điện dẫn tối thiểu đặt không I L ,min  V0 Vo  (1  D)T  R L 24224\* MERGEFORMAT (.) Sắp xếp lại giải cho cuộn cảm từ phương trình Error: Reference source not found ta được, Lmin  (1  D) R 2f 25225\* MERGEFORMAT (.) 1  f    T Với f tần số chuyển mạch  Đây giá trị cuộn cảm xác định ranh giới hai chế độ dịng điện liên tục CCM dịng điện khơng liên tục DCM Do đó, để biến đổi buck hoạt động chế độ dẫn liên tục, giá trị cuộn cảm sử dụng lớn giá trị nhỏ cuộn cảm Nhấp nho dòng điện cuộn cảm hiệu số giá trị cực đại giá trị nhỏ dòng điện cuộn dây iL  I L ,max  I L ,min 10 Tieu luan 26226\* MERGEFORMAT (.) Thay cho I L ,max I L ,min từ Phương trình Error: Reference source not found Error: Reference source not found tương ứng vào phương trình Error: Reference source not found đơn giản hóa cho, iL  Vo (1  D)T L 27227\* MERGEFORMAT (.) 2.2.3 Tính tốn cho tụ điện Tụ điện đầu giả định đủ lớn để mang lại điện áp đầu không đổi Nhưng gợn sóng điện áp đầu (∆Vo) với giá trị thực tế điện dung tính tốn cách xem xét dạng sóng thể Hình 2 chế độ hoạt động dẫn liên tục Giả sử toàn thành phần gợn sóng dịng điện cuộn dây  iL  chạy qua tụ điện thành phần trung bình chạy qua điện trở tải, mức tăng lớn điện tích (∆Q) lưu trữ tụ lọc C diện tích tam giác bóng mờ Do đó, cách tính tốn, diện tích tam giác tơ Hình 2 ∆Q thu cho chu kỳ Q C 28228\* MERGEFORMAT (.) T iL 22 29229\* MERGEFORMAT (.) V0  Q  Thay giá trị Q từ phương trình Error: Reference source not found vào phương trình Error: Reference source not found, ta được: V0  1 T iL C22 30230\* MERGEFORMAT (.) Thay giá trị iL từ phương trình Error: Reference source not found vào phương trình Error: Reference source not found xếp lại giải cho tụ điện, 11 Tieu luan Cmin  (1  D).Vo 8.V0 L f 31231\* MERGEFORMAT (.) Đây điện dung tối thiểu cần thiết Để giới hạn giá trị đỉnh-đỉnh điện áp gợn sóng giá trị định để giảm thiểu mức điện áp, điện dung lọc phải lớn điện dung tối thiểu 2.3 Mục đích thành phần khác chuyển đổi Buck Bộ chuyển đổi Buck bao gồm loại thành phần khác sau ‒ Khóa bán dẫn ‒ Cuộn dây ‒ Tụ điện ‒ Diode 2.3.1 Khóa bán dẫn Ở dạng thơ sơ nó, cơng tắc cơng tắc bật tắt chuyển đổi điện áp nguồn đất Ở bóng bán dẫn chọn để sử dụng việc chuyển đổi nguồn điện phải có thời gian chuyển đổi nhanh phải có khả chịu xung điện áp cuộn cảm tạo Các thiết bị chuyển mạch phổ biến SCR, GTO, IGBT MOSFET Power MOSFETs yếu tố hệ thống điện tần số cao Do MOSFET sử dụng thiết kế hoạt động tần số cao nhiều điện áp thấp Tần số hoạt động định hiệu suất công tắc Hiện có xu hướng ngày tăng công việc nghiên cứu thiết kế chuyển đổi điện nhằm tăng tần số chuyển mạch Tần số chuyển mạch cao giảm chi phí, nhỏ kích thước vật lý giá trị linh kiện Lý cho điều để giảm kích thước tổng thể chuyển đổi lượng 2.3.2 Cuộn cảm Chức cuộn cảm để hạn chế tốc độ quay dòng điện (hạn chế dịng điện chạy qua) qua cơng tắc nguồn mạch BẬT Dịng điện qua cuộn cảm khơng thể 12 Tieu luan thay đổi đột ngột Khi dòng điện qua cuộn cảm có xu hướng giảm xuống, cuộn cảm có xu hướng trì dịng điện cách đóng vai trị nguồn Ưu điểm cuộn cảm sử dụng để giảm điện áp, tích trữ lượng Ngồi ra, cuộn cảm kiểm sốt phần trăm gợn sóng xác định xem chuyển đổi có hoạt động chế độ dẫn liên tục hay không Giá trị cuộn cảm nhỏ cho phép đáp ứng thống qua nhanh hơn; dẫn đến gợn dòng lớn hơn, gây tổn thất dẫn cao công tắc, cuộn cảm điện trở ký sinh Ngoài ra, giá trị cuộn cảm nhỏ yêu cầu tụ lọc lớn để giảm gợn điện áp đầu Các cuộn cảm sử dụng nguồn cung cấp chuyển mạch quấn lõi hình xuyến, thường làm ferit lõi sắt bột với khe hở khơng khí phân bố để lưu trữ lượng 2.3.3 Tụ điện Tụ điện cung cấp hành động lọc cách cung cấp đường dẫn cho dòng điện hài khỏi tải thơng qua tải Tụ điện có chức tối thiểu hóa vọt áp ngõ tải thay đổi giảm nhấp nho điện áp cho chuyển đổi DC-DC Tụ điện đủ lớn để điện áp khơng có thay đổi đáng ý thời gian công tắc tắt 2.3.4 Diode Vì dịng điện cuộn cảm khơng thể thay đổi đột ngột, nên phải tồn đường dẫn cho dịng điện dẫn cơng tắc tắt (mở) Đường dẫn cung cấp điốt tự (FreeWheel diode) Mục đích diode khơng phải để chỉnh lưu, mà để định hướng dòng điện chạy mạch đảm bảo ln có đường cho dịng điện chạy vào cuộn cảm Nó cần thiết diode phải tắt tương đối nhanh Do đó, diode cho phép chuyển đổi chuyển đổi lượng tích trữ cuộn cảm thành tải Đây lý chuyển đổi kiểu chuyển mạch có hiệu suất cao so với điều chỉnh tuyến tính Khi cơng tắc đóng, dịng điện tăng tuyến tính Khi cơng tắc mở, diode gây giảm tuyến tính dịng điện 2.4 Các chế độ vận hành mạch Buck 13 Tieu luan Thường có hai chế độ hoạt động cho chuyển đổi DC-DC buck dựa tính liên tục dịng điện qua cuộn dây Đó là: ‒ Chế độ dẫn khơng liên tục (Discontinuous conduction mode DCM) ‒ Chế độ dẫn liên tục (Continuous conduction modeCCM) 2.4.1 Chế độ dẫn không liên tục Điều kiện xảy dòng điện qua cuộn dây có khoảng thời gian trì mức khơng có điện tích phóng điện thời gian chuyển mạch Trong chế độ dẫn không liên tục, chu kỳ chuyển mạch chia thành ba phần DT, D’T D”T (D + D’ + D” = 1) Trong chế độ thứ thứ hai DT DˈT, dòng điện cuộn dây tăng giảm tương ứng, chế độ thứ ba chế độ D”T, dòng điện dẫn mức khơng có điện tích phóng điện Hình 2.5 Dạng sóng dịng điện dẫn cho chế độ dẫn khơng liên tục 2.4.2 Chế độ dẫn liên tục Điều kiện xảy dòng điện cuộn dây liên tục tích điện phóng điện thời gian chuyển mạch Trong CCM, chu kỳ chuyển mạch bao gồm hai phần 14 Tieu luan DT D’T (D + D’ = 1) Trong chế độ thứ thứ hai DT D’T, dòng điện dẫn tăng giảm tương ứng Hình 2.6 aveform of inductor current for continuous conduction mode [2] Trong chế độ dẫn liên tục, chuyển đổi buck có hai trạng thái chu kỳ chuyển đổi trạng thái ON trạng thái OFF Trạng thái ON cơng tắc đóng diode chế độ phân cực ngược Trạng thái OFF công tắc mở diode chế độ phân cực thuận (dẫn) Trong tiểu luận xem xét chế độ dẫn liên tục biến đổi buck CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MẠCH DC-DC BUCK 3.1 Thông số mạch DC-DC Buck Thông số mạch Buck đưa Bảng bên Bảng 3.1 Thông số mạch Buck Thông số mạch Buck Điện áp vào Điện áp 15 Tieu luan Giá trị 200 100 Đơn vị V V Công suất định mức Độ nhấp nhô điện áp Dòng điện lớn qua cuộn dây Tần số chuyển mạch Độ vọt lố thay đổi tải Thời gian độ 1000 15 50 10 0.1 W % A kHz % s 3.2 Tính tốn giá trị linh kiện mạch Buck Tỉ số điều chế thời gian: V0 100   0.5 Vs 200 D Điện trở tải: R V02 1002   10    P 1000 Dịng trung bình qua cuộn dây: IL  V0  10 R  A Dòng cực tiểu qua cuộn dây:  1 D  I L_ max  V0     15  L  100   H   R Lf  Giá trị tụ điện C: C 1 D  50  V0  8L  f V    F  3.3 Mô hình hóa mơ mạch DC-DC Buck Mơ đánh giá thay đổi điện áp ngõ có thay đổi tải Trong mơ phỏng, thời điểm t=0.2s, công suất ngõ tăng từ 500 lên 1000 W Với điều 16 Tieu luan kiện điện áp ngõ vào không thay đổi, mô đánh giá hiệu điều khiển điều khiển PI ổn áp đầu Để thực đanh giá này, thơng số mơ hình lựa chọn Bảng Các thông số điều khiển PI chọn k P  0.001; k I  0.5 Hình 3.7 Mơ hình mơ điều khiển mạch DC-DC Buck Bảng 3.2 Thông số linh kiện mơ hình mơ Linh kiện Rload Rload1 Vdc L C Vout Giá trị 20 20 200 150 150 100 Đơn vị Ω Ω V mH µF V 3.4 Kết mô Kết điều khiển điện áp ngõ suốt thời gian mô thể Hình Qua kết thấy sau trình khởi động điện áp ngõ đạt giá trị mong muốn Thời gian độ điện áp khoảng 0.7s Sau thời gian độ điện áp ngõ giữ khơng đổi suốt q trình hoạt động 17 Tieu luan Output Voltage 120 100 Voltage (V) 80 60 40 20 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 time (s) Hình 3.8 Dạng sóng điện áp ngõ Output Voltage 106 104 Voltage (V) 102 100 98 96 94 0.19 0.195 0.2 0.205 0.21 0.215 0.22 0.225 0.23 0.235 0.24 time (s) Hình 3.9 Dạng sóng điện áp ngõ thời điểm độ công suất tải Dạng sóng điện áp ngõ có tượng thay đổi công suất tải thể Hình Qua kết thu hình khẳng định thay đổi đột ngột công suất tải làm cho điện áp ngõ có thay đổi Thời gian nhấp nhơ điện áp khoảng 0.2s Sau khoảng thời gian độ điện áp ngõ quay lại 18 Tieu luan giá trị tham chiếu định sẳn 100V Sự nhấp nhô điện áp không vượt 5V trình độ cho thấy hiệu ổn định điều khiển PI Load current 12 Load current (A) 10 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 time (s) Hình 3.10 Dạng sóng dịng điện qua tải D factor 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 time (s) Hình 3.11 Tỉ số thời gian điều khiển 19 Tieu luan 0.4 D factor 0.507 0.5065 0.506 0.5055 0.505 0.5045 0.504 0.19 0.195 0.2 0.205 0.21 0.215 0.22 0.225 0.23 0.235 0.24 time (s) Hình 3.12 Tỉ số thời gian điều khiển độ công suất Với điện áp ngõ thu trên, dòng điện chạy vào tải thể Hình 10 bên Có thể nhận thấy dịng điện tỉ lệ thuận với cơng suất ngõ điện áp không đổi Giá trị ngõ điều khiển PI tỉ số thời gian D PWM thể Hình 11 Hình 12 Qua kết giá trị tỉ số thời gian toàn thời gian mô cho thấy ổn định kết ngõ khơng có nhấp nhơ q lớn tác động sai số ngõ vào điều khiển Kết phóng to tỉ số thời gian q trình q độ cơng suất tải thể Hình 12 cho thấy có thay đổi đột ngột cơng suất tải tỉ số thời gian có biến thiên tương ứng nhằm đưa điện áp ngõ lại giá trị tham chiếu Ứng với mức cơng suất khác giá trị tỉ số thời gian có khác không theo tỉ lệ điện áp điện áp vào lý thuyết ban đầu Dạng sóng dịng điện cuộn dây L thể Hình 13 Qua kết thu thấy dịng điện qua cuộn dây liên tục dương yêu cầu thiết kế chuyển đổi ban đầu Khi xét giá trị cực đại dòng điện qua cuộn dây, giai đoạn ổn đinh, dịng điện qua cuộn dây ln nhỏ giá trị 15A 20 Tieu luan Điều cho thấy thuật toán điều khiển thỏa mãn yêu cầu dòng điện đề thiết kế Inductor Current 20 18 16 Current (A) 14 12 10 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 time (s) Hình 3.13 Dạng sóng dịng điện cuộn dây 3.5 Kết luận Qua kết thu trình thực tiểu luận, số kết luận rút sau: Tiểu luận tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch chuyển đổi công suất DC-DC Buck Trong lý thuyết tổng quan, kiến thức chi tiết cấu tạo, ngun lý đóng cắt, phương trình tốn mạch điện trình bày cụ thể Tiểu luận thực mơ hình hóa mơ điều khiển điện áp mạch chuyển đổi công suất DC-DC Buck dựa điều khiển PI Một mơ hình hóa mơ mạch điện điều khiển thực Các kết mô ghi nhận dùng phân tích đánh giá sau Tiểu luận đánh giá hiệu hoạt động điều khiển PI điều khiển điện áp ngõ Qua kết thu cho thấy điều khiển có khả đáp ứng nhanh theo thay đổi điều kiện vận hành Khi vận hành trạng thái ổn định, điện áp ngõ bám sát điện áp mong muốn sai số xác lập khơng 21 Tieu luan NHIỆM VỤ CÁC NHĨM CÁC nhóm sử dụng bảng thơng số tương ứng để thực tiểu luận Ví dụ nhóm làm mạch mô với thông số (thông số mơ hình highlight màu xanh bên Nhiệm vụ đặt thời điểm t=0.5s công suất thay đổi từ mức P1 sang mức P2 thể bảng thông số Thông số mạch Buck 20 200 Điện áp vào Đơn vị Mơ hình 200 200 200 200 90 95 100 105 110 130 150 20 200 11 110 70 500 1 10 11 12 200 200 200 200 V 120 125 130 135 V 130 1500 W 110 1 % Điện áp 80 Công suất định mức 500 Độ nhấp nhơ điện áp Dịng điện lớn qua cuộn dây Tần số chuyển mạch Độ vọt lố thay đổi tải Thời gian độ 70 10 12 15 17 19 21 11 13 15 16 A 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 kHz 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 % 0.1 40 300 60 400 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 s 500 600 700 800 500 600 700 800 W 700 900 100 120 0.1 40 300 60 400 700 900 100 1200 W P1 P2 0.1 85 900 22 Tieu luan 900 ... cao Trong tiểu luận, mơ hình điều khiển điện áp ngõ sử dụng điều khiển PI áp dụng nghiên cứu, tìm hiểu cách thức hoạt động DC- DC Buck thơng qua mơ hình hóa mơ 1.2 Mục tiêu tiểu luận ‒ Mơ hình hóa. .. suất DC- DC Buck dựa điều khiển PI Một mơ hình hóa mơ mạch điện điều khiển thực Các kết mô ghi nhận dùng phân tích đánh giá sau Tiểu luận đánh giá hiệu hoạt động điều khiển PI điều khiển điện áp ngõ. .. suất kiểm tra cách thay đổi điện trở tải CHƯƠNG 2: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC- DC BUCK 212Equation Chapter (Next) Section 2.1 Bộ chuyển đổi DC- DC Buck Bộ chuyển đổi Buck sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào