Tính toán và thiết kế Boost Converter

CURRENT MODE CONTROL BOOST CONVERTER Sinh viên thực Phạm Quang Chiến Lê Tất Thắng 20101162 20102213 Nội Dung I Giới thiệu phương pháp điều khiển theo dòng điện mơ hình hóa biến đổi boost converter  Cấu trúc nguyên lý làm việc  Tính toán lựa chọn tham số  Phương pháp điều khiển theo dòng điện- Mơ hình hóa II Thiết kế điều khiển  Thiết kế mạch vòng dòng điện  Thiết kế mạch vòng điện áp III Mơ kiểm nghiệm u cầu thiết kế Cấu trúc nguyên lý làm việc Ts v L (t)dt  Vg D.Ts  (Vg  V).D'.Ts  0 = Vg (D+D')-V.D'= (D+D’ = 1) Tính tốn lựa chọn tham số  Tính tốn L Dạng sóng dòng điện qua cuộn cảm  Tính tốn C Dạng sóng điện áp đầu  Tính tốn điện trở R Các giá trị cụ thể Linh kiện Yêu cầu Giá trị L 41,6uH C Q D Ids = 100 A Vds = 40V IRF540 Iv = 5A SB580 .3 Phương pháp điều khiển theo dòng điện- Mơ hình hóa  Điều khiển theo dòng điện Mạch vòng điều chỉnh dòng điện Boost Converter  Thiết kế mạch vòng dòng điện (mạch vòng trong)  Thiết kế mạch vòng điện áp (mạch vòng ngồi)  Thiết kế chu kì Tng >= 10 Ttr vˆg  Gvg: Hàm truyền từ điện áp đầu vào đến điện áp đầu Gvd: Hàm truyền từ điều khiển đến điện áp đầu Gig: Hàm truyền điện áp đầu vào với dòng điện qua cuộn cảm IL Gid: Hàm truyền đầu vào điều khiển dòng điện qua cuộn cảm Gcv: hàm truyền khồi bù mạch vòng áp Gci: Hàm truyền khối bù mạch vòng dòng điện Hi, Hv : Hàm truyền khối phản hồi dong áp vˆ( s)  Gvg ( s).vˆg ( s)  Gvd ( s ).dˆ ( s ) iˆL ( s )  Gig ( s ).vˆg ( s )  Gid ( s ).dˆ ( s )  Phương pháp trung bình hóa mạng đóng cắt  Thay phần mạch có phần tử đóng cắt mạng cửa  Chuyển mạng đóng cắt phi tuyến mạng tuyến tính qua phép lấy trung bình =d’(t). =d’(t). d’(t)=1-d(t)  Tuyến tính hóa mơ hình bên đưa vào tín hiệu nhỏ  vg (t )  Vg  vˆg (t )  iL (t )  I g  iˆL (t )  v0 (t )  V0  vˆ0 (t )  v1 (t )  V1  vˆ1 (t )  vg (t )  Vg  vˆg (t )  i2 (t )  I  iˆ2 (t ) d  D  dˆ (t ); d '   dˆ (t )  D ' dˆ (t )  Bỏ qua biến động nhỏ bậc cao  v1 (t)  d '(t )  v2 (t)  D '(V2  vˆ2 (t )) V2dˆ(t )  i (t)  d '(t )  i (t)  D '(I  iˆ (t ))  I dˆ(t ) 1 1  Áp dụng định luật Kihoff viết phương trình cho mạch vòng dòng điện qua cuộn cảm điện áp tụ (sL  RL )iˆL (s)  Vodˆ(s)  D ' vˆo (s)  vˆg (s) sCvˆo (s)  R R vˆ (s) I L dˆ(s)  D ' iˆL (s)  o R  RESR R  RESR R  RESR (1) (2) Từ phương trình (1)& (2) ta có: s s s )(1  ) (1  )  z1  z er o ˆ  z1 d ( s )  G vgo vˆ ( s ) s s2 s s2 g 1  1   o Q   o Q  (1  vˆ o ( s )  G vd o s C ( R  R E S R )) ˆ ( s )  G (1  sC ( R  R E S R )) vˆ ( s ) d ig o g s s2 s s2 1  1   o Q   o Q  (1  iˆL ( s )  G ido (1  Gvd ( s )  Gvdo s  z1 )(1  s  zero s s2 1  o Q 0 ) (1  ; Gvg ( s )  Gvgo s  z1 ) s s2 1  o Q 0 s C ( R  RESR )) (1  sC ( R  RESR )) ; G ( s )  G ig igo s s2 s s2 1  1  o Q 0 o Q 0 (1  Gid ( s )  Gido Gvdo  Vo 2V o 1 ;Gvgo  ; Gid  2o ;Givo  ; Q  RL D' D' D' R D' R  L C(R  RESR ) (1 D)(R  RL) D'2 R 1 RL  (1 D)R D' zero   ;z1  ;o   L L RESRC R LC LC Phương pháp trung bình hóa hệ phương trình trạng thái d i L d t d v c d t v o  L C   R  (  (  R R R L i  L V g R R  R v ) ) v c E S R c E S R  RL  R    1  L    ; B1   L  ; C1   R  RESR  ; D1  A1     1   0   0   0   C( R  RESR )  di L R RR E SR  (  R L iL  V g  vc  ) dt L R  R ESR R  R ESR dv c R  ( iL  vc ) dt C R  R ESR R  R ESR vo  R ( v c  R ESR i L ) R  R ESR R  1 RRESR (  R ) R   RRESR L 1  L RR  LR (  R ) ESR ESR ;B1 L;C1 RRESR RRESR ;D2 0 A2       R 1      C(RR ) CR  (  R ) ESR ESR   Phương pháp độ dự trữ ổn định Summary • Define your challenges – Technological as well as personal • Set realistic expectation – Mastery is not achieved overnight • Keep your eye on the goal – Mentorship programs Resources • • • This slide deck and related resources: QUESTIONS? APPENDIX ... đổi boost converter  Cấu trúc nguyên lý làm việc  Tính tốn lựa chọn tham số  Phương pháp điều khiển theo dòng điện- Mơ hình hóa II Thiết kế điều khiển  Thiết kế mạch vòng dòng điện  Thiết kế. .. điện Boost Converter  Thiết kế mạch vòng dòng điện (mạch vòng trong)  Thiết kế mạch vòng điện áp (mạch vòng ngồi)  Thiết kế chu kì Tng >= 10 Ttr vˆg  Gvg: Hàm truyền từ điện áp đầu vào đến... cầu thiết kế Cấu trúc nguyên lý làm việc Ts v L (t)dt  Vg D.Ts  (Vg  V).D'.Ts  0 = Vg (D+D')-V.D'= (D+D’ = 1) Tính tốn lựa chọn tham số  Tính tốn L Dạng sóng dòng điện qua cuộn cảm  Tính