Đề bài thiết kế mạch vòng điểu chỉnh boost theo chế độ dòng điện đỉnh

Bản trình bày PowerPoint IC5I TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOCY ONE LOVE ONE FUTURE ĐỀ BÀI THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỂU CHỈNH BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH BÁ[.]

BÁO CÁO BTL NHÓM ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỂU CHỈNH BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH THÀNH VIÊN NHÓM Vũ Đức Hiếu – 20191845 Đặng Hữu Bằng – 20191693 Trần Quốc An – 20191665 GVHD: Ts Vũ Hoàng Phương NỘI DUNG MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER THIẾT KẾ MẠCH LỰC THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ PHỎNG KẾT LUẬN MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Mạch lực BBĐ Boost (1-D):1 Mơ hình BBĐ DC/DC điểm xác lập Mơ hình trung bình MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER  MƠ HÌNH HĨA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT Trạng thái van ON (D=1)  U1=0 ⚫ Từ mơ hình điểm làm việc xác lập U  (1  D )U I  (1 D ) I Trạng thái van OFF (D=0) => U1=U2 ⚫ Từ mơ hình trung bình u (t )  [1  d (t )]u (t ) i (t )  [1  d (t )]u (t ) 1  MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER MƠ HÌNH HĨA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐĨNG CẮT Ta có sơ đồ biến đổi boost converter với tín hiệu nhỏ Tuyến tính hóa điểm làm việc cân bằng: d (t )  D  dˆ (t ) u (t )  U  uˆ (t ) i1 (t )  I  iˆ1 (t ) u (t )  U  uˆ i (t )  I  iˆ2 (t ) 2 (t )  MƠ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Thay (2) vào (1) ta có: Với : 3 uˆ  (1  D )uˆ  U dˆ iˆ  (1 D)iˆ  4 I dˆ 1 Từ (4) ta có: u  (1 D)iˆ  I dˆ Zˆ R C Z RC  R RCS 1 uˆ  uˆ ; U   U0 iˆ1  I1dˆ  uˆ ( R C s  D  1) R(1 D) u  ˆ0 [(1 Diˆ  I dˆ ]R 1 RCs  5  6  MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Viết phương trình mạch vòng dòng điện qua cuộn cảm: (3) (7) Thay (5) vào (7): Từ PT ta có hàm truyền điện áp hệ số điều chế: uˆ (s) d ˆ (s) uˆ in ( s )   (1  D )U  I L s R R C L s  Ls  (1 D ) R MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER Thay (6) vào (7) ta có: ^ 𝑖𝑛 = 𝐿𝑠 𝑖^ 𝑢 ( − 𝐷 ) 𝑖^ [ − ( 1− 𝐷 ) [ − 𝐼1 ^ 𝑑] 𝑅 𝑅𝐶𝑠 +1 ] [ ^ −𝑈 𝑑 ] ( 1− 𝐷 ) 𝐼 𝑅 ^ ( 1− 𝐷 )2 𝑅 ^ ^ 𝑢𝑖𝑛 = 𝐿𝑠+ 𝑖 − 𝑈0+ 𝑑 𝑅𝐶𝑠 +1 𝑅𝐶𝑠+1 Từ PT ta có hàm truyền hệ số điều chế dòng điện: d ˆ (s) i1ˆ ( s ) uˆ i n ( s )  U ( R C s 1)  (1 D ) I R TÍNH TỐN MẠNH LỰC TÍNH CHỌN L,C - Đối với biến đổi boost: + Điện cảm tính theo cơng thức: + Điện kháng tính theo cơng thức: Với ∆IL độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm: =10% -20% IL độ đập mạch điện áp tụ điện : = 0.1% - 1% Chọn = 1% ta tính Lvà C: L = 3.28125e-05 (H) C = 5.3571e-05 (F) THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN LÝ DÒNG ĐỈNH THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Từ m file matlab ta có hàm truyền điện áp đầu dòng % Tham so bo bien doi boost điện : rC=8e-3; %esr rL=0; Ts=1/100000; R = 14; %Tai thuan tro Vo=28; %gia tri xac lap dien ap tren tu Vg=7; %gia tri xac lap dien ap dau vao D = 1-Vg/Vo; %He so dieu che IL=Vo/((1-D)*R);%gia tri xac lap dong qua cuon cam C = IL*D*Ts*(1-D)/(1*Vo/100); %tu dien L = Vg*D*Ts/(IL*20/100); %cuon cam m2=(Vo-Vg)/L; %ham truyen giua dien ap dau va he so dieu che w_esr=1/(rC*C); w_RHP=R*(1-D)*(1-D)/L; Gvio=(1-D)*R/2; wp=2/(R*C); num=Gvio*[-1/w_RHP 1]; den=[1/wp 1]; Gvi=tf(num,den); p= bodeoptions('cstprefs'); p.FreqUnits = 'Hz'; bodeplot(Gvi,p),grid; Gvi= w_RHP=2.6667e+4 wp = 2.6667e+3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Đồ thị Bode hàm truyền Gvi : Nhận xét: Tần số cắt 619, độ dự trữ pha 116 Hệ ổn định có sai lệch tĩnh Để giảm độ dự trữ pha tăng tần số cắt ( đáp ứng nhanh hơn) ta sử dụng “bộ bù loại II”, khâu tích phân để triệt tiêu sai lệch tĩnh THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Bộ bù loại II: - Một điểm cực đặt gốc mặt phẳng phức - Độ dự trữ pha bù tính bởi: PM: độ dự trữ pha hệ hở phase1: theta= (-90) + PM – phase1 góc pha đối tượng tần số fc - Tần số điểm điểm cực xác định công thức: - Tần số cắt chọn nhỏ 1/10 tần số phát xung - Tần số cắt fc nên nhỏ 1/5 tần số f_RHP - Hệ số khuếch đại kc= 1/(mag1*mag2) THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Bộ bù loại II: 𝐺𝑐 ( 𝑠 )= 𝑘𝑐 𝑠 ( ) 𝑠 1+ ( 𝑤 ) 1+ 𝑠 𝑤𝑧 𝑝 Ta thiết kế bù để : + Hệ hở có fc=1500hz +Độ dự trữ pha PM=55 Thiết kế bù mfile: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Đồ thị bode hệ hở có bù: Ta thấy hệ hở ổn định tần số fc độ dự trữ pha PM thiết kế THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Ta có hàm truyền đạt điều khiển ( bù loại II): Gc ...BÁO CÁO BTL NHÓM ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỂU CHỈNH BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH THÀNH VIÊN NHÓM Vũ Đức Hiếu – 20191845 Đặng Hữu Bằng – 20191693... 5.3571e-05 (F) THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN LÝ DÒNG ĐỈNH THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Từ m file matlab ta có hàm truyền điện áp đầu dòng % Tham so bo bien doi boost điện : rC=8e-3;... boost: + Điện cảm tính theo cơng thức: + Điện kháng tính theo cơng thức: Với ∆IL độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm: =10% -20% IL độ đập mạch điện áp tụ điện : = 0.1% - 1% Chọn = 1% ta tính Lvà