Đề bài thiết kế mạch vòng điểu chỉnh boost theo chế độ dòng điện đỉnh

Bản trình bày PowerPoint IC5I TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOCY ONE LOVE ONE FUTURE ĐỀ BÀI THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỂU CHỈNH BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH BÁ[.]

ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỂU CHỈNH BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG

ĐIỆN ĐỈNH

BÁO CÁO BTL NHÓM 5

Vũ Đức Hiếu – 20191845

Đặng Hữu Bằng – 20191693 Trần Quốc An – 20191665 GVHD: Ts Vũ Hoàng Phương

THÀNH VIÊN NHÓM 5

1 MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER

Mô hình BBĐ DC/DC tại điểm xác lập

(1-D):1

Mô hình trung bìnhMạch lực BBĐ

Boost

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

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

Viết phương trình mạch vòng dòng điện qua cuộn cảm:

Thay (5) vào (7):

(3)

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

1 MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI BOOST CONVERTER

• Điện áp vào U i n = 7V

TÍNH CHỌN L,C

- Đối với bộ biến đổi boost:

+ Điện cảm được tính theo công thức:

+ Điện kháng được tính theo công thức:

Với ∆IL là độ đập mạch dòng điện qua cuộn cảm:

SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN LÝ DÒNG ĐỈNH

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Từ m file trong matlab ta có hàm truyền giữa điện áp đầu ra và dòng điện :

w_RHP=2.6667e+4

wp = 2.6667e+3

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

% Tham so bo bien doi boost

rC=8e-3; %esr

rL=0;

Ts=1/100000;

R = 14; %Tai thuan tro

Vo=28; %gia tri xac lap dien ap tren tu

Vg=7; %gia tri xac lap dien ap dau vao

D = 1-Vg/Vo; %He so dieu che

IL=Vo/((1-D)*R); %gia tri xac lap dong qua cuon cam

C = IL*D*Ts*(1-D)/(1*Vo/100); %tu dien

L = Vg*D*Ts/(IL*20/100); %cuon cam

Gvi=

Nhận xét: Tần số cắt là 619, độ dự trữ pha là 116 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.

Đồ thị Bode của hàm truyền Gvi :

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Bộ bù loại II:

- Một điểm cực được đặt ở gốc mặt phẳng phức.

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

theta= (-90) + PM – phase1 góc pha của đối tượng tại tần số fPM: là độ dự trữ pha hệ hở phase1: c.

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

- Tần số cắt chọn nhỏ hơn 1/10 tần số phát xung

- Tần số cắt fc nên nhỏ hơn 1/5 tần số f_RHP

- Hệ số khuếch đại kc= 1/(mag1*mag2)

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Bộ bù loại II:

Ta thiết kế bộ bù để :+ Hệ hở có fc=1500hz+Độ dự trữ pha PM=55

Thiết kế bộ bù như trên mfile:

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Ta thấy hệ hở ổn định và tần số fc và độ dự trữ pha PM đúng như thiết kế.

Đồ thị bode hệ hở khi có bộ bù:

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

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

3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

Gc

Sơ đồ khối mô phỏng trên Matlab Simulink :

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng :

Điện áp đặt thay đổi

Tải thay đổi

Điện áp vào dao động

4 MÔ PHỎNG KẾT QUẢ

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

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng : Thay đổi điện áp đặt từ 28V xuống 21 V lên 35V

4 MÔ PHỎNG KẾT QUẢ

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng :Khi điện áp đầu vào dao động 0.5V với tần số 1 khz:

Ta thấy sai số điện áp ra là khá bé 0.15V

4 MÔ PHỎNG KẾT QUẢ

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng : Khi tải thay đổi:

R’=2 R

4 MÔ PHỎNG KẾT QUẢ

Uout

IL

Kết quả mô phỏng khi xét tới các ảnh hưởng : Khi tải thay đổi:

R’=R/2

4 MÔ PHỎNG KẾT QUẢ

Uout

IL

- Ưu điểm của điều khiển theo chế độ dòng điện đỉnh+ Hạ bậc đối tượng Nên thiết kế bộ điều khiển đơn giản.+ Phù hợp với đa số bộ biến đổi DC/DC.

- Bộ điều khiển thiết kế theo bộ bù loại 2+ Triệt tiêu sai lệch tĩnh

+ 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%)

5 KẾT LUẬN

Cảm ơn thầy và các bạn

đã lắng nghe!