3.5. Các phương pháp điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng
3.5.3. Điều khiển cả tần số và độ rộng xung
Qua phân tích trên đây có thể nhận thấy các ưu, nhược điểm của hai phương pháp kể trên, để tận dụng các ưu điểm và khắc phục nhược điểm của hai phương pháp này ta đưa ra phương pháp kết hợp mạch vòng khóa pha và điều chế độ rộng xung.
Cụ thể của phương pháp này như sau:
Mạch lái
Mạch tạo xung vuông
Tạo răng cưa
Phản hồi áp So sánh So sánh fs Ve V ref
Sơ đồ cấu trúc điều khiển:
Nguyên lý điều khiển:
Mạch vòng khóa pha: Sử dụng IC tương tự HEF4046, để thực hiện việc xác định tần số cộng hưởng của mạch. Hai đầu vào là tín hiệu áp trên khối cộng hưởng, dòng chạy qua khối cộng hưởng. Khi hai tín hiệu này bị lệch pha thì IC HEF4046 sẽ phát hiện góc lệch pha này là sớm pha hay trễ pha, căn cứ vào đó sẽ đưa điện áp điều khiển vào VCO tăng giảm tần số thích hợp làm cho góc lệch pha này bằng không.
Mạch điều chế độ rộng xung: Mạch điều chế độ rộng xung lấy tín hiệu phải hồi từ đầu ra, so sánh với một xung răng cưa đã được điều chế, việc so sánh này sẽ làm thay đổi độ rộng xung của xung chuyển mạch trong khi tần số chuyển mạch không đổi.
3.6. Kết luận
Trong chương này, các bộ cộng hưởng lần lượt được phân tích và đánh giá để áp dụng vào bộ biến đổi front-end DC/DC. Mục tiêu là tìm ra một bộ thích hợp có khả năng đạt hiệu suất cao tại điện áp đầu vào cao và tổn thất chuyển mạch nhỏ nhất. Ba bộ biến đổi truyền thống đưa ra là bộ SRC, PRC và SPRC. Tuy có những
Mạch lái
Tạo răng cưa
Mạch so sánh
Vòng khóa pha Tạo răng cưa
Mạch so sánh Nghịch lưu LLC Chỉnh lưu Lọc
Hình 3.27. Cấu trúc điều khiển.
ưu điểm nhưng nhược điểm của cả ba bộ biến đổi là dải đầu vào bị hạn chế và không tận dụng được điện áp đầu vào cao. Trong khi đó bộ biến đổi LLC được ra đời như một giải pháp hiệu quả. Với bộ LLC, hiệu suất đầu vào tại điện áp cao được tối ưu hóa và bộ biến đổi vẫn có thể hoạt động ở dải điện áp đầu vào rộng. Qua các phân tích và đánh giá, bộ LLC tỏ ra là có thể làm tăng hiệu suất đáng kể cho bộ front-end DC/DC. Và để ổn định điện áp đầu ra của bộ biến đổi cộng hưởng LLC, trong luận văn này tôi sử dụng phương pháp điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số, bởi vì qua phân tích các bộ điều khiển trên ta thây: Phương pháp điều khiển tần số có cầu trúc điều khiển đơn giản, chất lượng điều chỉnh tốt, tổn thất năng lượng trong quá trình điều khiển ít.
Chương 4
THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM
Giả sử trong thực tế, ta thiết kế một bộ Front-Endvới các số liệu sau: * Bộ PFC(Power Factor Correction)
- Điện áp đầu vào bộ PFC : 220 V (AC)
- Tần số : 50 Hz
- Điện áp đầu ra bộ PFC : 400 VDC
- Công suất bộ PFC : 3000 W
* Bộ biến đổi cộng hưởng LLC
- Điện áp vào danh định : 400 Vdc ( đầu ra bộ PFC)
- Điện áp đầu ra : 48V
- Dòng điện đầu ra : 62,5A
- Công suất bộ LLC : 3000W
- Thời gian hold up yêu cầu: 17ms - Tụ đầu ra bộ PFC : 2500µF
Hình 4.1. Sơ đồ bộ Front-End.