Đề tài mô hình hóa mạch boost converter

1.Mô hình đóng cắt mô hình chính xác Mạch Boost Coverter là mạch tăng áp DC-DC Mạch làm việc ở 2 trạng thái van ON và van OFF download by : skknchat@gmail.com... 1.Mô hình đóng cắt mô hì

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Trọng Minh

Họ và tên: MSSV

1.Mô hình đóng cắt (mô hình chính xác)

Mạch Boost Coverter là mạch tăng áp DC-DC

Mạch làm việc ở 2 trạng thái van ON và van OFF

download by : skknchat@gmail.com

1.Mô hình đóng cắt (Mô hình chính xác)

Trạng thái 1: Khi khóa V – On; D - Off Ta có mạch chuyển tương đương sau.

1.Mô hình đóng cắt (Mô hình chính xác)

Trạng thái 2: khi khóa V- Off, D - On Ta có mạch chuyển tương đương sau.

{ 𝐿 𝑑𝑖𝐿

𝑑𝑡 =𝐸 − 𝑣𝐶𝐶.𝑑 𝑣𝐶

1.Mô hình đóng cắt (mô hình chính xác)

 Mô phỏng mô hình đóng cắt

Chọn thông số mạch điện như sau: E = 12V, fx = 50kHz, R = 5Ω, D=0.5, L=160 uH, C=200 uH

Ta xay dưng đươc mo hình đong cat mach điến như sau:

download by : skknchat@gmail.com

1.Mô hình đóng cắt (mô hình chính xác)

 Mô phỏng mô hình đóng cắt

1.Mô hình đóng cắt (mô hình chính xác)

 Mô hình vật lý

Mô phỏng mô hình vật lý với các thông số tương tự mô hình đóng cắt

download by : skknchat@gmail.com

1.Mô hình đóng cắt (mô hình chính xác)

 So sánh mô hình đóng cắt và mô hình vật lý

2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

 Mô phỏng mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

download by : skknchat@gmail.com

2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

 Mô phỏng mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

Điều khiển Điện Tử Công Suất

2.Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC)

 So sánh mô hình tín hiệu lớn và mô hình đóng cắt

download by : skknchat@gmail.com

3.Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)

Tuyến tinh hóa quuanh điểm làm việc với các biến động nhỏ là tín hiệu xoay chiều sau:

Thay các biến động vào phương trình trạng thái { 𝐿 ˙~𝑥1=𝐸 − 𝑥 2𝑒 −~𝑥2+𝑥 2 𝑒 𝑑 𝑒 +𝑥 2 𝑒~𝑑+~𝑥2𝑑 𝑒 +~𝑥2~𝑑

𝐶 ˙~𝑥2=𝑥 1𝑒 +~𝑥1− 𝑥 1 𝑒 𝑑 𝑒 − 𝑥 1𝑒~𝑑 −~𝑥1𝑑 𝑒 −~𝑥1~𝑑− 𝑥 𝑅 2 𝑒 − ~𝑥2

𝑅

Bỏ qua tích các biến động nhỏ và chú ý điểm làm

việc cân bằng ta được: { 𝐿 ˙~𝑥1= 𝑥 2 𝑒~𝑑 − (1 − 𝑑 𝑒)~𝑥2

𝐶 ˙~𝑥2=(1 − 𝑑 𝑒)~𝑥1 − 𝑥 1 𝑒~𝑑 − ~𝑥2

𝑅

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)

• Biểu diễn lại dưới dạng hàm truyền: G(s) = C[sI-A]-1 B + D

Hàm truyền điện áp có điểm zero nằm bên phải trục ảo, gây khó khăn khi điều khiển trực tiếp điện áp ra

Hàm truyền dòng điện có điểm zero nằm bên trái trục ảo, nên dễ điều khiển mạch vòng

download by : skknchat@gmail.com

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Đồ thị Bode Gvd

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Đồ thị Bode Gid

download by : skknchat@gmail.com

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Thiết kế bộ bù

- Bộ bù loại có 2 điểm không và 1 điểm cực bộ bù này hay được sử dụng trong cấu trúc điều khiển trực tiếp cho bộ biến đổi Boost Hàm truyền bộ bù PID loại này có dạng như sau:

L z

C(s) c

p

w s

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Thiết kế bộ bù

download by : skknchat@gmail.com

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Thiết kế bộ bù

Mô hình điều khiển Vc

Mô hình vật lý bộ biến đổi Boost Converter

4.Thiết kế bộ điều khiển

 Thiết kế bộ bù

Xét kịch bản mô phỏng điều khiển: Ban đầu giá trị đặt điện áp đầu ra là 15V Sau 0,15s thay đổi giá trị điện áp đầu ra là 30 V Sau 0,2s giá trị tải giảm đi 1 nửa Ta nhận được đáp ứng của hệ như sau:

download by : skknchat@gmail.com

4.Thiết kế bộ điều khiển

Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe

download by : skknchat@gmail.com