Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Flyback theo chế độ điện áp

Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Flyback theo chế độ điện áp. Giới thiệu tổng quan về bộ biến đổi Flyback. Mô hình hoá bộ biến đổi. Thiết kế bộ điều khiển, mô phỏng. Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Flyback theo chế độ điện áp. Giới thiệu tổng quan về bộ biến đổi Flyback. Mô hình hoá bộ biến đổi. Thiết kế bộ điều khiển, mô phỏng

VIỆN ĐIỆN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH CHO BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK THEO CHẾ ĐỘ ĐIỆN ÁP SV Thực (Nhóm 16): Trần Anh Dũng 20173770 Nguyễn Quang Thiều 20174236 GVHD: TS Vũ Hoàng Phương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ PHỎNG KẾT LUẬN GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK Bộ biến đổi flyback rc=50e-3; L=20e-6; C=500e-6; R=20; Uin=10 ; Uo =30; Fs = 100000 Hz GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK FLYBACK CÓ TRẠNG THÁI LÀM VIỆC TRẠNG THÁI 1: VAN Q1 THÔNG VÀ DIODE D1 KHÔNG THÔNG TRẠNG THÁI 2: VAN Q1 KHƠNG THƠNG VÀ DIODE D1 THƠNG MƠ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK TRẠNG THÁI 1: Q ON, D1 OFF MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK TRẠNG THÁI 2: Q OFF, D1 ON CHỌN n = 1: MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK Phương trình trạng thái MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK  Để dễ dàng việc tính tốn cho =0 & =  diL L = uU in − (1 − u )uC   dt  C duC = u −uC + (1 − u )(i − uC ) = (1 − u )i − uC L L  R R R  dt Tuyến tinh hóa quanh điểm làm việc , tín hiệu nhỏ   Điểm làm việc cân mơ hình   MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK  di% L % % L = ( D + d ) U − (1 − D − d )(U C + u% in C)  dt ⇔ U C + u% C C C du% % % = (1 − D − d )( I L + iL ) −  dt R  di% L % % % % % L C + DU C + DuC + dU C + duC  dt = DU in + dU in − U C − u% ⇔ u% UC C C C du% %− d% % % = I L + i% − D I − Di − I d i − − L L L L  dt R R  di% L % C  L dt = d (U in + U C ) − (1 − D)u% ⇔ u% C C du% % % = (1 − D)iL − I L d − C  dt R MƠ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK %  Lsi% ( s ) = d ( s )(U in + U C ) − (1 − D )u% L C (s)   u% C (s) % % Csu% C ( s ) = (1 − D )iL ( s ) − I L d ( s ) −  R −1 1− D  1− D   Ls  Ls U + U U + U  U + U U + U  C in C C in C  in  i%  in  1  % i% 1  % L (s)  L (s)  ⇔     d (s)  =   d ( s) ⇒  = Cs + Cs +  −1  −1 C ( s)  C (s) u% u%  D −1    D − R R     I I I I  L L   L L  MÔ HÌNH HĨA BỘ BIẾN ĐỔI FLYBACK Tính tốn matlab clc syms s Uin Uo D C L R IL a = [(L*s)/(Uin+Uo) (1-D)/(Uin+Uo);((D-1)/IL) (C*s+1/R)/IL]; k= [1;-1]; g= inv(a)*k; Gvd= simplify(g(2)) u% − RI L Ls + R (U in + U C )(1 − D ) C ( s) Gvd ( s ) = % = 2 d ( s) RLCs + Ls + ( − D ) R THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Độ dự trữ pha -21.4 độ Tần số cắt 5.23 kHz Hệ kín chưa ổn định => lựa chọn bù PID THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Tính toán bù: Bộ bù PID : Lựa chọn tần số cắt:   THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN  Dùng lệnh Matlab để xác định biên độ tần số 1,3kHz hàm truyền đạt sau: Sử dụng lệnh [mag,phase]=bode(Gvd,2*pi*1300) ta có: [mag1,phase1]= bode(Gvd,2*pi*fc);  Tần số điểm khơng điểm cực bù tính sau: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN  Sử dụng lệnh [mag1, phase1] = bode(Gc1, 2*pi*1300) ta có biên độ pha hàm truyền bù G (s) tần số 1.3kHz c    Hệ số Kc xác định: 0.0162 7.359 .s + 0.01921.s + 6.618   Gc = 3.301 + s THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Hàm truyền Gc.Gvd có tần số cắt 1.3kHz độ dự trữ pha 52.1 độ Hệ ổn định MÔ PHỎNG MATLAB Sơ đồ mô biến đổi flyback điều khiển theo điện áp MÔ PHỎNG MATLAB Sơ đồ mạch lực biến đổi flyback MƠ PHỎNG MATLAB Khi thơng số không đổi Nhận xét Đầu bám theo giá trị đặt Độ đập mạch ≈ 0,5% Thời gian đáp ứng 0.016s MÔ PHỎNG MATLAB Khi giá trị đặt thay đổi từ 30->35->25 Nhận xét : Đầu bám theo giá trị đặt thời gian đáp ứng tương đối nhanh Độ đập mạch ≈ 0,8% MÔ PHỎNG MATLAB Khi đầu vào có nhiễu nguồn xoay chiều có phương trình 0.5sin(2Π.100t) Nhận xét : Đầu bám giá trị đặt dao động có dạng nguồn xoay chiều MƠ PHỎNG MATLAB Khi tăng tải từ 20Ω 10Ω Nhận xét : Đầu bám giá trị đặt Độ đập mạch ≈ 0,5% tăng lên 1% KẾT LUẬN  Kết mô với nguyên lý thiết kế mạch vòng theo chế độ điện áp cho biến đổi flyback  Hệ ổn định có thay đổi tải nguồn cấp  Cũng sử dụng bù trường hợp CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE THANK FOR LISTENING ... bode(Gc1, 2*pi*1300) ta có biên độ pha hàm truyền bù G (s) tần số 1.3kHz c    Hệ số Kc xác định: 0. 0162 7.359 .s + 0.01921.s + 6.618   Gc = 3.301 + s THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Hàm truyền Gc.Gvd có tần... Khi thơng số khơng đổi Nhận xét Đầu bám theo giá trị đặt Độ đập mạch ≈ 0,5% Thời gian đáp ứng 0.016s MÔ PHỎNG MATLAB Khi giá trị đặt thay đổi từ 30->35->25 Nhận xét : Đầu bám theo giá trị đặt thời