.
5.1 Cấu hình bộ biến đổi Boost với đầu vào là pin mặt trời và đầu ra là ắc quy
Coi C1 và C2 là không lý tưởng nên ta xét thêm điện trở RESR1 của tụ C1 và RESR2 của tụ C2.
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 ra Vo = 24V , dao động dòng điện trên cuộn cảm DIL1 = 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: IL = Pin
= 80
= 4; 44(A).
1 Vin 18
Hệ số đóng cắt của van đóng cắt: D = 1
Điện trở Pin mặt trời: Rg = 0; 01(W).
Tính toán tụ lọc đầu ra
a) Giá trị điện dung của tụ
Chọn độ dao động điện áp DVo = 1; 5%Vo = 0; 015:24 = 0; 36(V ). Giá trị tụ lọc đầu ra:
C
2 =
Chọn giá trị điện dung của tụ: C2 = 1000mF và chịu được điện áp 40V.
b) Giá trị điện trở RESR2 mắc nối tiếp với tụ
Hình 5.2: Đặc tính thể hiện quan hệ RESR2=RESR0 theo tần số [8].
Dựa vào datasheet xác định được gần đúng giá trị điện trở RESR2. Với tần số đóng cắt fs = 100kHz suy ra RESR2 = 0; 6:0; 16 = 0; 1(W).
Tương tự như trên, ta cũng tính toán và chọn được giá trị điện dung của tụ đầu vào C1 = 1000mF 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: Pin80 I L1 = Vin = 18 = 4; 44(A). Chọn: DIL1 = 10%IL1 . DIL1 = 10%IL1 = 0; 444(A). Giá trị cuộn cảm được tính theo công thức:
L1 =
5.2.3 Mô hình hóa bộ biến đổi tăng áp
Khi mô hình hóa, để cho đơn giản ta mô hình hóa pin mặt trời, ắc quy như một nguồn áp và một điện trở.
Xét L1, C1, C2 không bỏ qua trở kháng ta có: Khi MOSFET đóng.
Hình 5.3: Mô hình mạch Boost khi MOSFET đóng [9].
Sử dụng định luật Kirchhoff ta có hệ phương trình mô tả sơ đồ mạch điện của bộ biến đổi Boost khi MOSFET đóng.
diL1 (t) dt
dv c1
Trong đó:
V1
V2 Khi MOSFET cắt.