Chương 2. Phân tích nguyên lý và mô hình hóa mạch Buck-boost PFC
2.2. Mô hình hóa đối tượng mạch vòng dòng điện
Mạch vòng dòng điện thực hiện chức năng điều khiển dòng điện đầu vào bám theo hình dạng của điện áp đầu vào. Đối với mạch Buck-Boost, do dòng điện đầu vào bị gián đoạn, trong khi dòng điện qua cuộn cảm iL(t) là dòng liên tục và mang thông tin về hình dạng của dòng điện đầu vào iin(t) nên thay vì điều khiển dòng điện đầu vào ta tiến hành điều khiển hình dạng dòng điện qua cuộn cảm bám theo hình dạng của điện áp. Yêu cầu đáp ứng động học của mạch vòng dòng điện phải nhanh hơn rất nhiều so với sự biến thiên của điện áp lưới đầu vào.
Với mạch Boost PFC ta có thể dễ dàng mô hình hóa bằng việc sử dụng phương pháp mô hình trung bình với cả hai vòng điều khiển [1], [10]. Tuy nhiên, đối với mạch Buck-Boost PFC thì ta không thực hiện được do tính phi tuyến mạnh. Để giải quyết vấn đề này, đối với mạch vòng dòng điện ta áp dụng phương pháp xấp xỉ Quasi [11], [10]. Tức là, do tần số chuyển mạch lớn hơn rất nhiều tần số lưới nên ta giả thiết rằng trong mỗi chu kỳ chuyển mạch, điện áp đầu vào giữ nguyên không đổi. Với giả thiết này, ta có thể coi mạch Buck-Boost PFC như một mạch DC-DC với điện áp đầu vào Vin(t) và điện áp đầu ra V0 không đổi. Và dễ dàng áp dụng phương pháp mô hình trung bình tín hiệu nhỏ. Các tín hiệu được lấy trung bình trên một chu kỳ chuyển mạch Ts được ký hiệu với chỉ số Ts như sau: Ts t Ts s t 1 x(t) x( )d T
Khi S1, S2 dẫn với duty d(t):
Hình 2.3. Mạch tương đương khi S1, S2 dẫn.
L in in Ts