a) Trích mẫu điện áp vào
Để có được hình dạng của dòng điện theo yêu cầu, điện áp vào cần được phản hồi như là một đại lượng chuẩn cho mạch vào dòng điện. Hình dạng của điện áp đầu vào được lấy mẫu trực tiếp trở thành hình dạng của dòng điện trên cuộn cảm. Do đó, quá trình trích mẫu của điện áp vào cần phải đồng bộ với quá trình trích mẫu của dòng điện trên cuộn cảm, điều này nhằm tối thiểu hóa sự sai lệch giữa iL với hình dạng của điện áp vào. Vậy trích mẫu vin(t) đồng thời với trích mẫu của dòng điện qua cuộn cảm.
b) Trích mẫu dòng điện qua cuộn cảm iL
Xác định tần số trích mẫu của dòng điện trên cuộn cảm là một trong những vấn đề quan trọng trong việc thiết kế bộ điều khiển số theo chế độ dòng trung bình. Bandwidth của bộ điều khiển cần đủ cao để cho tất cả các thành phần hài quan trọng của dạng sóng được chỉnh lưu đi qua. Với tần số lưới 50Hz, bandwidth cần khoảng 10kHz. Bandwidth của vòng lặp điều khiển không được vượt quá 1/5 lần tần số đóng cắt, từ yêu cầu này ta chọn tần số trích mẫu của dòng điện là 50kHz. Bên cạnh đó, theo phương pháp thiết kế mạch vòng dòng điện truyền thống, tỷ số giữa tần số trích mẫu dòng điện và tần số lưới ít nhất là 1000, hoặc tần số cắt của mạch vòng so với tần số lưới ít nhất là 150. Nếu các tỷ số này nhỏ hơn thì dòng điện vào sẽ bị méo dạng khi đi qua điểm 0 và do vậy khó đạt được yêu cầu về sóng hài. Thực tế thiết kế với điện áp lưới 50Hz và công suất 1kW thì khi các tỷ số tần số trên được thỏa mãn bộ PFC sẽ cho kết quả rất tốt. Như vậy, ta chọn tần số cắt của mạch vòng dòng điện là 8kHz, và tần số trích mẫu của dòng điện là 50kHz.
c) Trích mẫu điện áp ra v0
Để tránh hiện tượng méo sóng hài lớn, mạch vòng điều khiển điện áp cần có bandwidth nhỏ hơn nhiều tần số của điện áp vào 100Hz. Lựa chọn bandwidth của mạch vòng điều khiển điện áp phụ thuộc vào biên độ cho phép của thành phần bậc 2, bậc 3 của điện áp đầu ra, dựa vào đó ta tìm được bandwidth của mạch vòng điều khiển điện áp trong khoảng 10-20Hz [1]. Với tần số cắt nằm trong khoảng đã cho và điều kiện tương
Chương 4. Triển khai bộ điều khiển
quan giữa tần số cắt và tần số trích mẫu, thực tế người ta thường chọn tần số mạch vòng điện áp (cũng chính là tần số trích mẫu của điện áp ra) là 200 Hz (gấp 4 lần tần số lưới).
Thực tế để thiết kế một bộ điều khiển số với độ tin cậy cao ta phải chuyển các hàm truyền của hệ thống sang miền ảnh Z rồi thiết kế trên miền ảnh Z, sai phân hóa và đưa vào bộ điều khiển số. Tuy nhiên, việc thiết kế bộ điều khiển dạng PI trên miền ảnh Laplace rồi chuyển sang miền ảnh Z rất đơn giản và trong úng dụng này vẫn đảm bảo yêu cầu, vậy để đơn giản ta tiến hành thiết kế bộ điều khiển dạng PI trên miền ảnh Laplace.