Hình 6.3 Sơ đồ bộ biến đổi cộng hưởng LLC trong Matlab.
Phần mô phỏng sẽ tập trung vào dạng điện áp trên tải, dòng điện và điện áp trên van, dòng điện và điện áp khối cộng hưởng , dạng điện áp đầu vào và đầu ra khối điều chỉnh từ đó thấy rõ được ưu điểm của phương pháp chuyển mạch ZVS, đồng thời cũng thấy được ưu nhược điểm của phương pháp điều khiển tần số.
6.2.1. Đáp ứng dòng điện, điện áp trên tải, điện áp vào khối VCO
Từ dạng sóng của kết quả mô phỏng ta nhận thấy:
Điện áp tải ổn đinh ở 48VDC là giá trị điện áp đặ t trong các trường hợp tải thay đổi và điên áp đầu vào thay đổi điều này chứng tỏ:
+ Phương pháp điều khiển tần số có khả năng ổn định điện áp tải theo đúng lý thuyết phân tích trong chương …khi tải hoặc điện áp vào thay đổi trên hình 3 ta thấy rõ điện áp vào khối VCO đã thay đổi tương ứng để thay đổi tần số hoạt động của bộ cộng hưởng từ đó ổn đinh được điện áp ra.
+ Bợ điều khiển PID tổng hợp theo phư ơng pháp ở chương 5 có khả năng ổ n định điện áp đầu ra , việc bắt buộc phải cho thêm thành phần Kd vào bộ điều chỉnh để triệt tiêu điểm cực phức ở tần số cao (beat frequence) thì bộ điều chỉnh mới có đáp ứng tớt trong quá trình quá độ , điều này là hoà n toàn hợp lý với các phân tích có được khi khảo sát đặc tính tần số của BBĐ ở chương 5
Những kết quả phân tích trên cho thấy, bộ điều chỉnh đã đáp ứng được yêu cầu của bộ nguồn chất lượng cao là giữ cho điện áp đầu ra ln ổn định.
6.2.2. Đáp ứng dịng điện, điện áp khối cộng hưởng, tín hiệu điều khiển và dịng điện qua van. điện qua van.
Từ dạng sóng mơ phỏng ta có thể thấy:
+ Dịng điện chảy qua khối cộng hưởng rất nhỏ, trễ pha hơn điện áp đặt vào, van Mosfet được mở với chuyển mạch ZVS. Chuyển mạch ZVS có thể đạt được với dịng điện nhỏ, mà dịng này khơng liên quan đến dịng tải nên ZVS có thể đạt được cả ở chế độ khơng tải. Dịng điện này có thể ngắt dịng van Mosfet, Dịng ngắt van có thể nhỏ hơn dịng tải nên tổn thất ngắt mạch có thể giảm. Vậy tổn thất chuyển mạch van rất nhỏ, dòng điện qua van khi bộ biến đổi đã làm việc ổn định cho thấy ta đã đạt được chuyển mạch ZVS.
+ Quan sát dạng dòng điện và điện áp của khối cộng hưởng cùng với dòng điện từ hoá của máy biến áp cho thấy bộ biến đổi đang làm việc trong vùng 2 và có dạng hồn tồn phù hợp với phân tích đưa ra trong chương 3
6.3. Kết luận
Ta mô phỏng ở ba chế độ, với tần số trên cộng hưởng, dưới cộng hưởng và tại tần số cộng hưởng. Tại tần số cộng hưởng và trên cộng hưởng điện áp và dòng điện đầu ra đạt yêu cầu, bộ cộng hưởng làm việc ở vùng ZVS, khơng có tổn thất khi chuyển mạch. Khi làm việc dưới tần số cộng hưởng thì bộ cộng hưởng rơi vào vùng ZCS hoặc ZVS phụ thuộc vào tải đầy hay non tải. Phần mô phỏng đã đáp ứng được yêu cầu bài toán.
KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ Kết luận:
Luận văn đã giới thiệu qua về hệ thống nguồn phân tán DPS đang được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực hiện nay. Trong hệ thống nguồn phân tán, bộ biến đổi front-end vói thành phần chính là khối mạch cộng hưởng LLC đã được tơi tìm hiểu và phân tích, qua đó làm tiền đề cho việc thiết kế thử nghiệm một bộ nguồn áp dụng nguyên lý cộng hưởng LLC. Qua tính tốn và mơ phỏng, tơi thấy kết quả mô phỏng đạt được giống với những gì đã được tính tốn thơng qua chương 3 và chương 4. Qua đó thấy được, với những ứng dụng đòi hỏi điện áp đầu ra thấp và dịng điện cao thì bộ biến đổi cộng hưởng LLC là sự lựa chọn tối ưu nhất, đem lại hiệu suất cao và giảm tổn thất nhất so với các bộ biến đổi khác.
Kiến nghị:
Phương hướng đề xuất nâng cao hiệu suất bộ biến đổi cộng hưởng LLC là bằng cách điều khiển thay đổi giá trị điện cảm từ hóa Lm, tổn thất chuyển mạch có thể kiểm soát được, điều này giúp nâng tần số chuyển mạch cao hơn. Đối với một vài dạng vật liệu từ hóa, tần số hoạt động tối ưu nhất có thể lên đến MHz. Bộ biến đổi cộng hưởng LLC có thể tận dụng các vật liệu từ hóa này trong bộ biến đổi front-end.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS.Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, nhà xuất bản giáo dục, 2002.
[2] Võ Minh Chính - Phạm Quốc Hải - Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2008.
[3] Hangseok Choi, Design Considerations for an LLC Resonant Converte, CRC
Press LLC, 2010.
[4] K.kitiperrachon - C.Bunlaksananusorn, Feedback Conpensation Design for switched mode power supplies with a right-half-plane(RHP) zero, 2009.
[5] Bo Yang, Topology investigation for font-end DC/DC power Conversion for Distributed Power System, september 12/2003, Blacksburg, Virginia.
[6] Fairchildsemi.com, FSFR 2100- Fairchild Power Switch (FPSTM) for half- brigde resonant Converters, Application Note 2010.
[7] Jinhaeng Jang - Minjae Joung - Buynch Choi, Dynamic Analysis and control Design of Opto-couper Isolated LLC resonant converters with wide input and load variations, Education leave from LG Electrics.
[8] Fred C.Lee, Design Considerations for Distributed Power System, A national