Bản trình bày powerpoint

Bản trình bày PowerPoint BỘ BIẾN ĐỔI DC DC BUCK CONVERTER SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP TIEU LUAN MOI download skknchat123@gmail com moi nhat Trần Minh Hoàn 20173891 Phạm Quang Vinh 201743[.]

BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BUCK

CONVERTER

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP

Trần Minh Hoàn 20173891

Phạm Quang Vinh 20174372

I Nguyên lý và ứng dụng của bộ biến đổi Buck Converter

I Nguyên lý và ứng dụng của bộ biến đổi Buck Converter

Mạch Buck Converter được ứng

dụng rộng rãi trong các thiết bị điện

tử ngày nay, có tác dụng hạ từ cấp

điện áp cao về các cấp điện áp thấp

hơn để cung cấp nguồn cho các vi xử

lý hoặc các linh kiện khác hoạt động BUCK CONVERTER

I Nguyên lý và ứng dụng của bộ biến đổi Buck Converter

Ứng dụng của bộ

biến đổi Buck

Converter

I Nguyên lý và ứng dụng của bộ biến đổi Buck Converter

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Một hệ thống điều khiển bao gồm 3 thành

phần căn bản:

- Đó là hệ thống ( Plant / System )

- Mục tiêu điều khiển ( Control Objective )

- Bộ điều khiển ( Controller )

Định nghĩa

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Một hệ thống bao gồm các biến trạng thái ( states ) chịu ảnh hưởng bởi một hoặc nhiều đầu vào (inputs)

Dựa trên các biến trạng thái và đầu vào này, có thể có một hoặc nhiều đầu ra được điều khiển.

Hệ thống

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Mục tiêu điều khiển

Đối với các bộ biến đổi xung áp DC-DC, nó thường là làm cho điện áp đầu ra là 1 hằng

số

Đôi khi, mục tiêu điều khiển cũng có thể là dòng điện đầu ra hoặc dòng điện qua cuộn cảm

Cần điều khiển

cái gì???

Điện áp

Dòng điện

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Mô hình hoá

Mô hình hoá trạng thái động

Bước 1

Tuyến tính hoá quanh điểm làm việc

Bước 2

Tìm hàm truyền.

Bước 3

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Mô hình hoá trạng thái động của hệ

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Mô hình hoá trạng thái động của hệ

{L 𝑑 𝑖 𝐿

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Mô hình hoá trạng thái động của hệ

ng S dẫn

Trong khoảng S khoá

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Đơn giản hoá và tuyến tính hoá hệ

 Tương tự ta có hàm truyền điện áp đầu ra và điện áp đầu vào : Gvg(s) = =

 Hàm truyền điện áp đầu ra và hệ số điều chế : Gvd(s) = =

Biến đổi Laplace ta có :

Nhân 2 vế phương trình (2) với s rồi thay phương trình (1) vào ta được

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Các thông số thiết kế

Đầu vào : 12V DC Đầu ra : 5V DC Dòng tải : 2A ( R=2.5 )

I đập mạch : 20%

V đập mạch : 1%

Tần số phát xung : 20kHz (Ts=1/20000 s) Tần số tự nhiên : 0.65kHz

Tính toán giá trị cuộn cảm và tụ điện:

 Chọn cuộn cảm L = 330H và tụ C = 150F

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Thiết kế bộ bù

Gvd(s) = =

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Đồ thị Bode của hàm truyền hệ hở Gvd(s)

Gvd(s) = =

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Đồ thị Bode của hàm truyền hệ hở Gvd(s)

 Độ dự trữ pha còn thấp

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

 Tần số cắt đạt được = 2 kHz ( bằng 1/10 tần số phát xung )

 Độ dự trữ pha mong muốn là 60

Mục tiêu thiết kế bộ điều khiển

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Một số bộ bù sử dụng trong cấu trúc điều khiển DC/DC converter

hai điểm cực

Cải thiện độ dự trữ pha, mở rộng dải băng

thông của mạch vòng phản hồi (feedback Tăng hệ số khếch đại ở dải tần số thấp, giảm nhiễu ở tần số thấp và giảm sai lệch Triệt tiêu sai lệch tĩnh điều chỉnh

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Một số bộ bù sử dụng trong cấu trúc điều khiển DC/DC converter

hai điểm cực

Cải thiện độ dự trữ pha, mở rộng dải băng

thông của mạch vòng phản hồi (feedback

loop) và giảm sống hài bậc cao

Tăng hệ số khếch đại ở dải tần số thấp, giảm nhiễu ở tần số thấp và giảm sai lệch tĩnh

Triệt tiêu sai lệch tĩnh điều chỉnh

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Bộ điều chỉnh PID

Gc(s) = Kc = Kc GPID(s)

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Đồ thị Bode của hệ sau khi có bộ bù tham gia

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Đồ thị Bode của hệ sau khi có bộ bù tham gia

Độ dự trữ pha : 57.1

Độ dự trữ biên độ : Vô cùng

 Hệ kín ổn định

I Mô hình hoá bộ biến đổi Buck Converter

Ảnh hưởng của biến động điện áp đầu vào đến

điện áp đầu ra sau khi đã có bộ bù

Gvg(s) =

Có bộ bù