(Tiểu luận) đề tài thiết kế bộ biến đổi dc dc buck để nạpacqui từ pannel pv

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TÊ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN ĐỒÁN1 ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BUCK ĐỂ NẠP ACQUI TỪ PANNEL PV Ngành Đào Tạo: Công Nghệ Kĩ Thuật Điện Tử Tự Động Hóa Giảng Viên Hướng Dẫn : Ths Mai Văn Duy Sinh Viên Thực Hiện : Vũ Tiến Đạt Lớp : DHTD14A2HN MSV : 20104300124 HÀ NỘI-2023 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN DUYỆT …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ĐỀ TÀI: Thiết kế biến đổi DC-DC Buck để nạp acqui từ panel PV với yêu cầu sau: Vin = 17 V Vout = 12V ILoad = 2A fsw= 100kHz (tần số chuyển mạch) Iripple = 0.3 × IL Trình bày cấu trúc mạch lực nguyên tắc phát xung điều khiển Tính chọn giá trị danh định lựa chọn cụ thể (nhà SX, mã sản phẩm) tất phần tử mạch: Van bán dẫn, tụ điện, điện cảm, theo thông số kỹ thuật u cầu Xây dựng chương trình mơ biến đổi kiểm chứng thiết kế Chương Tổng quan biến đổi DC – DC công nghệ sạc ắc quy Chương Phân tích chọn phân tích mạch lực + Cấu trúc mạch lực + Thiết kế, tính tốn lựa chọn phần tử mạch lực Chương Chọn phân tích mạch điều khiển + Cấu trúc mạch điều khiển + Thiết kế, tính tốn lựa chọn phần tử mạch điều khiển Chương Mô mạch động lực mạch điều khiển (trên phần mềm Matlab, Psim, Proteus…) LỜI NĨI ĐẦU Điện tử cơng suất mơn quan trọng ngành Điện đóng vai trị quan trọng sinh viên kĩ thuật Nói đến Điện tử công suất, không nói đến việc điều khiển điện áp cấp cho sợi đốt lò điện trở nhiệm vụ quan trọng cơng nghiệp Có nhiều loại lị lò điện trở, lò hồ quang với loại lị có phương pháp điều khiển khác Lò điện thiết bị phổ biến dùng để biến đổi điện thành nhiệt Nhu cầu sử dụng nhiệt đời sống sản xuất lớn Trong đời sống dùng để nấu nướng, sưởi ấm Trong công nghiệp, nhiệt chuyển đổi từ điện dùng để nung, sấy, nhiệt luyện, nấu chảy chất… Bất kì đâu ta thấy lị điện sử dụng quanh Cùng với phát triển kinh tế khoa học kĩ thuật đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ngành điện - điện tử nói chung, hay điện tử cơng suất nói riêng có bước tiến vượt bậc mang lại thành đáng kể Trong chương trình đào tạo có điện tử cơng suất phần hay lí thú, hút nhiều sinh viên theo đuổi nghiên cứu tìm hiểu Là sinh viên chuyên ngành điện - điện tử, chúng em muốn tiếp cận hiểu sâu mơn điện tử cơng suất Vì vậy, đồ án môn học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lí thuyết học Trong đồ án điện tử công suất lần này, chúng em nhận đề tài: “THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BUCK ĐỂ NẠP ACQIU TỪ PANEL PV ” Nhận thức tầm quan trọng chúng em vận dụng kiến thức có sẵn thân, tìm hiều mạng… đặc biệt hướng dẫn thầy để hồn thành đồ án LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Mai Văn Duy giảng viên khoa điện trang bị giúp em kỹ kiến thức cần thiết để hoàn thành đồ án Cùng với nỗ lực thân, hỗ trợ bạn bè lớp, đặc biệt với hướng dẫn tận tình thầy giáo Mai Văn Duy chúng em hoàn thành cách tương đối tốt yêu cầu mà đề tài đặt Tuy nhiên, trình làm đồ án kiến thức chuyên ngành em hạn chế nên tránh khỏi vài thiếu sót trình bày đánh giá vấn đề Rất mong nhận góp ý, đánh giá thầy cô môn để đề tài em thêm hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc môn “Điện tử công suất, Truyền động điện’’ giúp đỡ chúng em tận tình bảo chúng em để hồn thiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học Ths Mai Văn Duy Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, đồ án cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường đại học Kinh Tế Kỹ Thuật - Công Nghiệp không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) Hà Nội, Tháng 6, Năm 2023 Sinh viên thực Đạt Vũ Tiến Đạt Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẠC ACQUY VÀ BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BUCK 12 I GIỚI THIỆU 12 Cấu tạo 12 2.Các thông số acquy 12 Các loại acquy 14 II CÔNG NGHỆ SẠC ẮC QUY 17 Phương pháp phóng nạp .17 Nạp chế độ ổn dòng ổn áp 19 Các chế độ vận hành 19 Chế độ nạp thường xuyên 19 Chế độ phóng nạp xen kẽ .20 Giới thiệu biến đổi DC-DC buck .20 Phân loại biến đổi DC-DC 20 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC .24 I Mạch Buck (BXMC nối tiếp) 25 Nguyên lý hoạt động 25 Tính chọn phần tử mạch lực 26 II Mạch Full brigde (BXMC có đảo chiều phương pháp đối xứng) .30 Nguyên lý hoạt động 30 2.Tính chọn phần tử ML 34 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 39 I NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA BĂM XUNG MỘT CHIỀU .39 II ĐIỀU KHIỂN THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐỘ RUNG XUNG PWM41 Phát xung chủ đạo tạo điện áp cưa 42 Răng cưa tuyến tính cực tính .42 Tạo cưa tuyến tính hai cực tính 45 Khuếch đại xung (Drive) .46 BXMC không đảo chiều theo phương pháp PWM 55 BXMC có đảo chiều theo phương pháp điều khiển đối xứng 56 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG MẠCH SẠC ÁCQUI BẰNG PHẦN PSIM VÀ MATLAB 58 I MÔ PHỎNG MẠCH BĂM XUNG MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU FULL BRIGDE BẰNG PHẦM MỀM PSIM 58 Mô Kết Quả mạch full bridge 60 Nhận xét: Với kết mô mạch full bridge 60 II MÔ PHỎNG MẠCH BĂM XUNG MỘT CHIỀU NỐI TIẾP (BUCK-GIẢM ÁP)61 Mô Kết Quả mạch Buck 62 Nhận xét: Với kết mô mạch buck 63 KẾT LUẬN 64 Tài Liệu Tham Khảo 65 Danh sách Hình ản Hình 1 Mạch tương đương ắc quy 11 Hình Phản ứng cực ắc quy 13 Hình Bộ biến đổi DC-DC hai chiều 20 Hình Sơ đồ mạch Buck 20 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch Buck (BXMC nối tiếp) 22 Hình 2 Sơ đồ thay Tr dẫn .23 Hình Sơ đồ thay Tr khóa 23 Hình Thơng số điều chỉnh D 24 Hình Thông số cuộn cảm L 25 Hình Thơng số tụ lọc đầu 26 Hình Thơng số điện trở 26 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch MXMC có đảo chiều 27 Hình Sơ đồ thay máy biến áp 34 Hình Nguyên lý băm xung chiều (BXMC) 36 Hình Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm xung chiều kiểu PWM 38 Hình 3 Sơ đồ tạo điện áp cưa tuyến tính lên OA 39 Hình Tạo dao động Time 555 ghép với mạch cưa dùng transistor 41 Hình Sơ đồ tạo xung tam giác hai cực tính 42 Hình Cấu trúc khối khuếch đại xung 43 Hình Một số mạch phối hợp xung 44 Hình Sơ đồ khối Driver M57916 .45 Hình Sơ đồ nguyên lý Driver M57916 45 Hình 10 Ví dụ sử dụng Driver M57916 khuếch đại BT 46 Hình 11 Các điện trở hạn chế dòng điều khiển .47 10