5 LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ BIẾN ĐỔI
5.2.2 Tính toán các phần tử mạch lực của bộ biến đổi
Các yêu cầu thiết kế là: Sạc 2 ắc quy mắc nối tiếp với yêu cầu điện áp raVo=24V, dao động dòng điện trên cuộn cảm∆IL1=10%IL1, tần số đóng cắt fs=100kHz. Giả sử bộ biến đổi là lý tưởng, suy ra:
• Công suất:Pin=Pout =80(W).
• Dòng điện qua cuộn cảm:IL1 = Pin
Vin = 80 18 =4,44(A). • Hệ số đóng cắt của van đóng cắt:D=1−Vin Vo =1−18 24 =0,25.
• Điện trở Pin mặt trời:Rg=0,01(Ω).
Tính toán tụ lọc đầu ra
a) Giá trị điện dung của tụ
Chọn độ dao động điện áp∆Vo=1,5%Vo=0,015.24=0,36(V). Giá trị tụ lọc đầu ra:
C2= VoD
fsRt∆Vo
= 24.0,25
100.103.0,306.0,36 =544(µF)
Chọn giá trị điện dung của tụ:C2=1000µF và chịu được điện áp 40V. b) Giá trị điện trởRESR2 mắc nối tiếp với tụ
Hình 5.2: Đặc tính thể hiện quan hệRESR2/RESR0theo tần số [8].
Dựa vào datasheet xác định được gần đúng giá trị điện trởRESR2. Với tần số đóng cắt fs=100kHzsuy raRESR2=0,6.0,16=0,1(Ω).
Tương tự như trên, ta cũng tính toán và chọn được giá trị điện dung của tụ đầu vào
C1=1000µF và chịu được điện áp 40V.
Chọn van bán dẫn
a) Van đóng cắt
Chọn van đóng cắt là MOSFET tần số cao. Dòng IL1 = 4,44A nên chọn MOSFET IRF540N có thể chịu được dòng tối đa là 33A, điện áp tối đa là 100V.
b) Diode
Tính toán cuộn kháng • Xuất phát từ: IL1= Pin Vin = 80 18 =4,44(A). • Chọn:∆IL1 =10%IL1. ∆IL1 =10%IL1 =0,444(A). • Giá trị cuộn cảm được tính theo công thức:
L1= VgD
2∆IL1fs
= 18.0,25
2.0,444.100.103 =50,68(µH).