Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi boost theo chế độ dòng điện đỉnh

Đề tài: “Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện đỉnh” GVHD : PGS... MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER 3.. Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ bi

Đề tài: “Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ

dòng điện đỉnh”

GVHD : PGS TS Trần Trọng Minh Nhóm : 1

Họ tên : Vũ Trí Thành - 20209501

Phạm Đức Long- 20209502

1 YÊU CẦU THIẾT KẾ

2 MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER

3 CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN

4 TỔNG HỢP CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH (BỘ BÙ)

4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

6 KẾT LUẬN

Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện đỉnh

+ Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù).

+ Mô phỏng cấu trúc điều khiển:

- Tải thay đổi

- Nguồn thay đổi ±10%

- Nhận xét kết quả mô phỏng

• Điện áp vào Uin = 5V

- Đối với bộ biến đổi boost:

+ Điện cảm được tính theo công thức:

L = + Điện kháng được tính theo công thức:

C = Với là độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm: = 10%-20% IL : = 0.1% - 1% Uo

Chọn =15% IL và =0.5% Uo ta tính được L và C:

L = 5.25e-06 (H)

Mô hình BBĐ DC/DC tại điểm xác lập

(1-D):1

Mô hình trung bình Mạch lực BBĐ Boost

MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH MẠNG PHẦN TỬ

Tuyến tính hóa tại điểm làm việc cân bằng:

Ta có sơ đồ bộ biến đổi boost converter với tín

hiệu nhỏ

BÌNH MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT

Thay (2) vào (1) ta có:

Với :

Từ (4) ta có:

Thay (5) vào (7):

Từ PT trên ta có hàm truyền điện áp ra và hệ số điều chế:

Thay (6) vào (7) ta có:

Từ PT trên ta cũng có hàm truyền giữa hệ số điều chế và dòng điện:

Hàm truyền giữa điện áp ra và dòng điện của bộ biến đổi Boost:

Với:

MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH

MẠNG PHẦN TỬ ĐÓNG CẮT

- Thiết kế theo chế độ dòng điện đỉnh ta cần chọn hệ số bù khi D> 0.5 thỏa mãn:

wP =769.2308

Đồ thị Bode của hàm truyền Gvi :

Nhận xét : Tần số cắt là 118 , độ dự trữ pha là 136 Hệ ổn định nhưng có sai lệch tĩnh Để giảm độ dự trữ pha và tăng tần số cắt ( đáp ứng nhanh hơn) ta

sử dụng “bộ bù loại II”, khâu tích phân để triệt tiêu sai lệch tĩnh.

tiêu sai lệch tĩnh.

- Độ dự trữ pha của bộ bù được tính bởi:

= (-90) + PM –phase1 với + PM: là độ dự trữ pha hệ hở

= -306.0597 + phase1: góc pha của đối tượng

tại tần số fc

+ : góc pha của bộ bù loại II tại tần số cắt

- Tần số điểm 0 và điểm cực được xác định bởi công thức:

Ta có hàm truyền đạt của bộ điều khiển ( bộ bù loại II):

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng :

Điện áp đặt thay đổi

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng :

Thay đổi điện áp đặt từ 15V lên18V

Ta thấy khi thay đổi điện áp đặt thì điện áp ra bám giá trị đặt Điên áp đập mạchnhỏ hơn 1% điện áp ra

Khi điện áp đầu vào dao động 0.5V với tần số 2 khz:

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng :

• Bộ điều khiển ở trên cho chất lượng điện áp ra khá tốt.

• Không có độ quá điều chỉnh

• Thời gian đáp ứng nhanh ( 0.06s)

• Điện áp đạp mạch nhỏ cỡ (1.6%)

đã lắng nghe!