việc của mạch biến đổi DC/DC
5.1. Nguyên lý hoạt động của mạch DC/DC
Với nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo ngày càng lớn, việc sử dụng pin mặt trời càng phổ biến và các nhu cầu liên quan đến pin mặt trời như lưu trữ, hòa lưới,… càng được quan tâm. Một trong những vấn đề cần phải giải quyết khi sử dụng hệ thống pin mặt trời đó là lưu trữ được năng lượng khi công suất hệ thống pin mặt trời cung cấp nhiều hơn công suất tải tiêu thụ. Để làm được điều này, ta cần sử dụng 1 hệ thống acquy để lưu trữ và 1 bộ biến đổi DC/DC để điều chỉnh công suất có thể đi theo 2 chiều: từ bus DC xuống hệ thống acquy và từ hệ thống acquy lên bus DC.
Bộ biến đổi DC/DC điều khiển công suất 2 chiều gọi là Bidirection DC/DC, có nguyên lý là mạch buck – boost, có cấu hình được trình bày như hình vẽ:
Hình 5.1: mạch bidirection a) Chế độ boost:
Trong chế độ này, mosfet MOS1 ở chế độ OFF và mosfet MOS2 ở chế độ ON. Lúc này, MOS1 đóng vai trò như 1 diode và ta có cấu hình của mạch boost như hình. Vì mạch hoạt động ở chế độ tăng áp nên công suất sẽ từ bus DC xuống hệ thống acquy.
25
Hình 5.2: mạch bidirection ở chế độ boost b) Chế độ buck
Trong chế độ này, mosfet MOS1 ở chế độ ON và mosfet MOS2 ở chế độ OFF. Lúc này, MOS2 đóng vai trò như 1 diode và ta có cấu hình của mạch buck. Vì mạch hoạt động ở chế độ giảm áp nên công suất từ hệ thống acquy lên bus DC.
Hình 5.3: mạch bidirection ở chế độ buck
5.2 Tính toán thông số của các thiết bị.5.2.1 Mạch DC/DC Buck 5.2.1 Mạch DC/DC Buck
- Chọn tần số chuyển mạch là = 50.000 và độ gợn điện áp ngõ ra =
5%.
26
Hình 5.4: The Buck(Step-Down) Converter
- Độ rộng xung hay tỷ lệ giữa thời gian đóng ngắt xung D được tính như sau:
= ∗
⇒ =
72
=144
= 0.5
- Xét khi tải tiêu thụ lượng công suất bằng 50%Ppv(max), ta có:= %50 ∗
(max)
= 0.5 ∗ 12034
= 6017 ( )
- Theo công thức tính toán công suất tiêu thụ trên tải, ta có:
= 2 ∗
- Vậy điện trở trên tải được xác định như sau: 2
= 722
= 6017
= 0.861 ( )
- Dòng điện trung bình chạy qua cuộn L dây hay dòng trên tải R được xác định như sau:
=
27
72 = 0.861
= 83.57 ( ) - Giá trị nhỏ nhất của cuộn dây L được xác định:
- Giá trị của tụ điện C.
=> Chọn giá trị của tụ điện = 928.55( )
5.2.2 Mạch DC/DC Buck-Boost.
- Thông số bộ lưu trữ acquy:
- Tỷ số đóng cắt D.
= +
12∗4
=72+12∗4
= 0.4
Hình 5.5: The Buck-Boost Converter
28
- Dòng điện trung bình chạy qua cuộn L.
=
- Giá trị nhỏ nhất của cuộn dây L:
- Giá trị của tụ điện C.
≥
=> Chọn giá trị của tụ điện = 1857( )