VIỆN ĐIỆNBỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH BUCK-BOOST THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH Giảng viên hướng dẫn
Trang 1VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN
TỬ CÔNG SUẤT
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH BUCK-BOOST
THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH
Giảng viên hướng dẫn : TS Vũ Hoàng Phương
Sinh viên thực hiện : Ngô Quang Sơn - 20143815
cuu duong than cong com
Trang 2NỘI DUNG
1 Yêu cầu bài toán
2 Mô hình hóa BBĐ Buck-Boost
3 Thiết kế bộ điều khiển
4 Mô phỏngcuu duong than cong com
Trang 3100Khz
50uH
=0
0.1Ω
100uF
1 Yêu cầu bài toán
Độ đập mạch điện áp: 2% Độ đập mạch dòng điện: 30%
=2.5A
cuu duong than cong com
Trang 42 Mô hình hóa bộ Buck-Boost
Trạng thái 1: V dẫn, D khóa
Trạng thái 2: V khóa, D dẫn
cuu duong than cong com
Trang 5=> Hệ phương trình tổng quát:
Trạng thái xác lập:
cuu duong than cong com
Trang 6 Xét mô hình khi có thêm tín hiệu nhỏ:
Hàm truyền giữa điện áp ra và hệ số điều chế:
Hàm truyền giữa điện áp ra và dòng điện qua cuộn cảm:
cuu duong than cong com
Trang 7• f RPH = 6.79 Khz f esr = 15.9 Khz f p = 412,6 Hz
=> Đồ thị bode giữa điện áp ra và dòng qua cuộn cảm :
cuu duong than cong com
Trang 8 Điều kiện ràng buộc tần số cắt fc:
Tần số cắt nên nhỏ hơn 1/10 lần tần số phát xung f s = 100Khz
Tần số cắt nhỏ hơn 1/5 lần tần số f RPH = 6.79Khz
Fc = 1.3 Khz
Biên độ và pha hệ thống tại tần số cắt:
[mag1,phase1]= bode(Gvi,2*pi*fc)
mag1 = 0,5298 phase1 = 281,5 o (-78,5 o )
Thiết kế bộ bù để hệ thống có tần số cắt fc = 1.3Khz
và độ dự trữ pha cuu duong than cong comPM = 45 o
Trang 93 Thiết kế bộ điều khiển
Nguyên lý điều khiển theo dòng điện đỉnh (Peak Current Control)
• Gồm 1 vòng bộ điều khiển điện áp.
• Đầu ra của bộ điều khiển là giá trị dòng điện đặt cho khâu so sánh.
• Giá trị dòng điện đo về được so sánh với dòng điện đặt, đưa ra tín hiệu vào SR Flip-Flop để phát xung cho bộ đối tượng.
cuu duong than cong com
Trang 10 Lựa chọn bộ bù loại II
Triệt tiêu sai lệch tĩnh
Cải thiện độ dự trữ pha
Mở rộng dải băng thông
Tần số điểm 0 và điểm cực
θ : độ dự trữ pha của bộ bù
θ = (-90 o ) + PM – phase1
= (-90 o ) + 45 o – (-78,5 o )
= 27,4 o
• fz = 697,7 Hz
• fp = 2.42 Khz
cuu duong than cong com
Trang 11 Hàm truyền hệ thống khi có thêm bộ bù: bode(Gvi*Gc)
cuu duong than cong com
Trang 123 Mô phỏng
Sơ đồ điều khiển trên matlab - simulink
cuu duong than cong com
Trang 13 Kết quả mô phỏng ( Vo = 15V)
cuu duong than cong com
Trang 14 Độ đập mạch
1.2%
20%
cuu duong than cong com
Trang 15 Thay đổi giá trị đặt (Vo: 15v -> 18V -> 9V)
cuu duong than cong com
Trang 16 Tải thay đổi (R1//R, R1=6Ω)
cuu duong than cong com
Trang 17 Nguồn dao động (8%,100Hz), tải thay đổi, giá trị đặt thay đổi
cuu duong than cong com
Trang 18Kết luận
Hệ thống thiết kế đảm bảo yêu cầu chất lượng:
Độ đập mạch điện áp trên tụ : 1 – 2 %
Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm: 20 – 30 %
Thời gian đáp ứng khá nhanh: 0.5 – 1 ms
cuu duong than cong com
Trang 19cuu duong than cong com