Nâng cao chất lượng bộ biến đổi DC DC bằng bộ điều khiển trượt

  NGUY NÂNG CAO CHNG B I DC-DC BNG B U KHIT    - 3      TS.    05 tháng 05  2013. * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin -  -  1 M U 1. Tính cp thit  tài - i vi bài toán chuy  n áp DC  u c ng dng trong thc t n i ngun tuyn tính, ngun ngt m (Switched Mode Power ng hn ch  n áp o, tng ln, cng knh, giá thành ln. - u khic ng dng cho b bii DC-DC n áp ra vc yêu cu. - B u khic thit k và so sánh vi b u khin PID cho thy kh nng d nâng cao chng ca b bin i DC-DC. 2. Mc tiêu nghiên cu. Thit k b u khit cho b bii DC-DC gim áp. 3ng và phm vi nghiên cu - Tìm hiu b bii DC-DC vi chuyn mng cách s dg trình toán hc. - Thc hin b u khin PID cho b bii DC-DC c nghiên c - Thit k b u khin cho b bii DC-DC bu khin t. - So sánh kt qu c t u khin trên và kt lun. 4.  pháp nghiên cu - Tìm hiu cu khin và xây dng mô hình, mô phng trên phn mm Matlab - Simulik. 5. B c tài. 2 Luc t ch Ngoài phn m u và kt lun, tài liu tham kho, lun   1 Gii thiu chung v b bii DC-DC  u khit  u khit cho b bii DC-DC  Mô phng kim chng trên nn Matlab- Simulink Kt lung phát trin c tài. C 1. GII THIU CHUNG V B BII DC-DC 1.1. GII THIU 1.2. PHÂN LOI CÁC B BII BÁN DN 1.3. KHÁI QUÁT V M 1.3.1. Khái nim 1.3.2. m c 1.3.3. Phân loi 1.3.4. Nguyên tc hong chung ca mc 1.3.5. u chn áp ra a. Phương pháp thay đổi độ rộng xung b. Phương pháp thay đổi tần số xung 1.4. CÁC B BIN I DC-DC 1.4.1. B bii gim áp (buck converter) 1.4.2. B bio áp (buck-boost converter) 1.4.3. B bi 1.5. CH  HONG CA CÁC B CHUYI N ÁP DC-DC 1.5.1. Ch  n liên tc 1.5.2. Ch  n 3 1.5.3 Chn giá tr L min cho chuyn áp DC-DC 1.6. KT LUN B bii DC-DC có nhit trt cu mch n, hong cho hiu sut cao nh t chiu, tn thp. B h bit làm th nào ta ch c L min cho ba b chuyi (gim áp,  chc chn hong trong ch  c n áp. . U KHIT 2.1. GII THIU 2.2. CÁC H THNG CU TRÚC BIN 2.2.1. u khii vi các h thu chnh bng chuyn m 2.2.2. Các mt 2.2.3.  u khit U KHIT 2.3.2. u kin tn ti 2.3.3. u kin tip cn 2.3.4. Mô t h tht 2.3.5. Rung (chattering) 2.4. KT LUN ng v v u khit. Sau khi tìm hiu khin trên, tác gi lun pu khi cho vic nghiên cu bi vì m là tính bn vi vi s i ca nhi chính xác cao, phù hp vi u khin có tính phi tuyn m u khi t truyn th   m là xut hin hi ng 4 chattering, mt hing không mong mun, ng rt ln ch ng ca h u khi t. Vic nghiên cu hn ch hin  nâng cao chng h u khin chuyng. 3. U KHIT CHO B BII DC-DC 3.1. MÔ HÌNH CA H THNG CA B BII DC-DC GIM ÁP  tìm mô hình ca h thng ca b bii gim áp DC-DC, trong lun án này ta ch xét b bii gim áp DC-DC hong  ch  liên tc. Hình 3.1: Bộ biến đổi DC-DC giảm áp (u=1 là đóng, u=0 là ngắt)  hình 3.1, s thun tiu s dng h thng mô t liên n sai lo hàm c oref VVx  1 (3.1) C i dt dV dt dx x co  1 2 (3.2)  ref V n áp tham chin áp ra mong mun), V o là n áp ra thc trên ti, c i n qua ty 21 xx   (3.3) c i dt d C x 1 2   (3.4) 5 n áp ca m c: 2 1 2 1 x CRLC V LC x u LC V x L ref in   (3.13) (3.3) và (3.13n x 1 và x 2 ca b bi- 3.2 U KHIT CHO B BII DC-DC GIM ÁP 3.1.1. Mt phng pha mô t u khin cho t b gim áp DC-DC Có th vit lng thái ca b bii gim áp DC-DC  dng: DBuAxx   (3.19)  u c gi thi 0 hoc 1           CRLC A L 11 10 ,           LC V B in 0 ,          LC V D ref 0 . (3.20) ng 1,0u c v  hình 3.2. c chn là   0 2211  xCxcxcx T  (3.21)     21 ,ccC T    a h s mt ph t và   T xxx 21  ) mô t ng thng trong mt phng c t m hong nh cho b bii n áp: sai ln áp ra bo hàm sai lch bng 0). ) dn 0)( 1211  xcxcx   (3.22) ) mô t h thng trong ch  t. 6 Ta chn luu khin bám , 0)(0 0)(1       xkhi xkhi u   (3.23) Khi khóa (van) ngn qua cun cm ( L i c gi nh giá tr là không âm, L i tin v 0 và bng 0, t ngng n nn ca t tin v  ng vi ch  dn gián t s gii hn lên bin trng thái. Bin vùng này có th suy ra gii hn 0 L i . )( 1 12 xV CR x ref L  Hình 3.2: Quĩ đạo của hệ thống và đường trượt trong mặt phẳng pha của bộ biến đổi giảm áp 3.1.2. u kin tn t  chu kin tn tt ca b gim áp DC-DC ta lo hàm ) 0)(  xCx T   (3.34) .19) vào (3.34c 7 DCBuCAxCx TTT )(   (3.35) Vu kin tn tt t  ta có: . 0)(0 0)(0 )(         xkhiDCBuCAxC xkhiDCBuCAxC x TTT TTT     (3.36) S d.20) và (3.35) vu kiu 0u vi 0)( x  c 0)()( 1 2 2 2 11    LC VV x LC c x CR c cx inref L  (3.38)  vu kin th hai 1u vi 0)( x   trình (3.23 0)()( 21 2 2 2 12  c LC V x LC c x CR c cx ref L  (3.40)   0)( 1 x  và 0)( 2 x     ng thng trong mt phng pha v dng là ( 0, ref V ) và ( inref VV  ). Vùng tn ti ch  t trong hình 3.3 cho CRcc L21  và trong hình 3.4 cho CRcc L21  . Có th nhìn thy rng, giá tr ca c 1 gim thì gây ra s suy gim ca vùng tn ti ch  t (h s c 1 cng ca h thng trong ch  t). T ng ca h thng  bc 1 vi hng s thi gian 12 cc  y t n CR L    (3.38) và (3.40) s gii hn tn ti ch  t và là u chnh trong th. 8 Hình 3.3 : Vùng tồn tại của chế độ trượt trong mặt phẳng pha khi CR c c L 2 1  . Ranh giới các vùng được chỉ rõ bởi phương trình( 3.38) và (3.40). Điểm (V ref ,0) chắn vùng quĩ đạo khi khóa(van) đóng và điểm (V ref –V in ,,0) khi khóa(van) ngắt. Hình 3.4: Vùng tồn tại của chế độ trượt trong mặt phẳng pha khi CR c c L 2 1  . Ranh giới các vùng được chỉ rõ bởi phương trình (3.38) và (3.40). Điểm V ref ,0) chắn vùng quĩ đạo khi khóa(van) đóng và điểm (V ref –V in ,,0) khi khóa(van) ngắt