Nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ

Nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ Nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ Nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ Nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ

TÓM TẮT

Nhu cầu năng lượng trên toàn cầu đang ngày một tăng cao, trong khi đó các nguồn năng lượng hóa thạch đang gần đạt đến giới hạn khai thác Trước tình hình đó, nhiều phương án năng lượng thay thế, trong đó có năng lượng tái tạo đã được đưa ra Trong

số các nguồn năng lượng tái tạo phổ biến, năng lượng mặt trời được đánh giá có trữ lượng lớn nhất

Các thiết bị điện tử công suất hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau Đặc biệt trong ứng dụng pin mặt trời, nơi có nhu cầu chuyển đổi cao giữa các dạng điện năng khác nhau (AC – DC, DC – DC, DC – AC) các bộ chuyển đổi công suất có vai trò quan trọng Tuy nhiên nguồn công suất đầu vào của các nguồn năng lượng tái tạo thường không điều khiển được do chúng phụ thuộc vào yếu tố thời tiết Vì vậy các bộ biến đổi công suất thường pải đi kèm với giải thuật dò điểm công suất cực đại (MPPT) nhằm tận dụng tối đa công suất thu được

Trong một hệ thống pin mặt trời điển hình, các tấm pin mặt trời được ưu tiên mắc nối tiếp với nhau để có dòng điện hoạt động bé nhất, giảm chi phí dây dẫn Tuy nhiên việc sử dụng cấu hình nối tiếp cho công suất thấp hơn cấu hình song song khi cường

độ bức xạ đặt lên các tấm pin không đồng đều nhau Có 2 giải pháp được đưa ra để khắc phục hiện tượng trên: giảm số lượng pin mặt trời nối tiếp với nhau trong chuỗi hoặc tích hợp các bộ MPPT vào từng tấm pin Trong đó việc sử dụng mạch tích hợp đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn và không phù hợp với các hệ thống quy mô vừa và nhỏ

Do đó, luận văn nghiên cứu một cấu hình mạch biến đổi DC – DC có tỉ số biến

áp cao ứng dụng cho các hệ thống PV cỡ vừa và nhỏ Mạch đề xuất sử dụng kỹ thuật ghép xen kẽ kết hợp với cộng điện áp bằng tụ để đạt được độ gợn dòng điện thấp hơn

và độ lợi điện áp cao hơn so với một mạch tăng áp cơ bản Các kết quả thí nghiệm được phân tích dựa trên phần mềm mô phỏng điện tử công suất PSIM và một mạch thi công thực nghiệm

ABSTRACT

Global energy demand is on the rise, while fossil energy sources have nearly reached their exploitation limit To deal with the problem, multiple types of alternative energy, including renewable energy, have been proposed Among the most popular renewable energy sources, solar power is considered having largest reserves and availability

Power electronics are now widely used in various fields Especially in photovoltaic system applications, where there is a high demand for energy conversion (AC - DC, DC - DC, DC - AC), power converters are important However, the input power from renewable energy sources are often uncontrollable because of their weather dependency Therefore, power converters often have to be integrated with a maximum power point detection algorithm (MPPT) to take out the most of the energy harvested

In a typical photovoltaic system, solar panels are prioritized in series connection

so as to minimize operating current, which relates to power loss However, less energy is harvested by the series configuration compared to parallel ones under non – uniform radiation There are two solutions proposed to surpass the phenomenon: reducing the number of solar modules in series of one string, which inquire higher boost ratios and integrating MPPT units into each panel individually Nonetheless, integrated MPPT units require higher investment costs, thus they do not suit small and medium sized systems

Therefore, a DC - DC converter circuit with high transformer ratio applied to small and medium sized PV systems is proposed in this thesis The proposed circuit harness interleaved technique combined with voltage multiplier cells to achieve lower current ripple and higher voltage gain compared to a basic DC boost converter The experiment results were analyzed based on PSIM power electronics simulation software and an experimental prototype

MỤC LỤC

LÝ LỊCH KHOA HỌC i

LỜI CAM ĐOAN iii

CẢM TẠ iv

TÓM TẮT v

ABSTRACT vi

MỤC LỤC vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Các nghiên cứu trước đây 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 4

1.3 Đối tượng nghiên cứu 4

1.4 Nhiệm vụ của luận văn 4

1.5 Phương pháp nghiên cứu 4

1.6 Đóng góp chính của luận văn 4

1.7 Kế hoạch thực hiện 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Tổng quan về pin quang điện (PV) 5

2.1.1 Nguyên lý hoạt động 5

2.1.2 Phân loại 5

2.2 Mô hình toán pin PV 6

2.2.1 Mô hình lý tưởng 6

2.2.2 Mô hình thực tế 7

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tuyến 8

2.3 Bài toán dò điểm công suất cực đại (Maximum Power Point Tracking – MPPT) 10

2.4 Các phương pháp phổ biến dò tìm điểm công suất cực đại pin mặt trời 12

2.4.1 Phương pháp điện áp hằng số 12

2.4.2 Phương pháp P&O (Perturb and Observe) 13

2.4.3 Phương pháp INC (Incremental Conductance) 15

2.5 Các bộ biến đổi DC – DC cơ bản 16

2.5.1 Mạch tăng áp (Boost) 16

2.5.2 Mạch giảm áp (Buck) 19

2.6 Mạch tăng áp DC – DC tỉ số cao 21

2.6.1 Giới thiệu 21

2.6.2 Charge pump 23

2.6.3 Tế bào nâng áp 24

2.6.4 Ghép từ 25

2.6.5 Mạch ghép tầng 26

CHƯƠNG 3: CẤU HÌNH ĐỀ XUẤT 28

3.1 Phân tích lý thuyết 28

3.1.1 Nguyên lý hoạt động 28

3.1.2 Phân tích sụt áp và hiệu suất 31

3.2 Phương án điều khiển 34

3.2.1 Điều khiển tối đa hiệu suất 34

3.2.2 Điều khiển tối đa độ phân giải 38

3.2.3 Đường cong vận hành đề xuất 39

3.3 Thiết kế mô hình 40

3.3.1 Mạch công suất 41

3.3.2 Mạch điều khiển 42

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 45

4.1 Sơ đồ thí nghiệm 45

4.2 Kết quả mô phỏng 47

4.2.1 Kết quả mô phỏng mạch nguyên lý 47

4.2.2 Kết quả mô phỏng chế độ ổn áp 49

4.3 Kết quả thực nghiệm 51

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

PV (Photovoltaic)

MPPT (Maximum Power Point Tracking)

LMPP (Local Maximum Power Point)

GMPP (Global Maximum Power Point)

VMC (Voltage Multiplier Cell)

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Hệ thống pin mặt trời nối lưới một pha 1

Hình 1.2: Đặc tuyến I - V và P - V của chuỗi pin mặt trời khi có bóng che 2

Hình 1.3: Các phương án kết nối pin mặt trời 3

Hình 2.1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin quang điện 5

Hình 2.2: Mô hình tế bào quang điện lý tưởng 6

Hình 2.3: Đặc tuyến I – V lý tưởng của pin mặt trời 7

Hình 2.4: Mô hình tế bào quang điện thực tế 7

Hình 2.5: Đặc tuyến I - V thực tế của pin mặt trời 8

Hình 2.6: Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tuyến pin mặt trời 9

Hình 2.7: Mô hình đơn giản pin mặt trời nối tải 10

Hình 2.8: Điểm làm việc của pin mặt trời 11

Hình 2.9: Mô hình hệ thống điện mặt trời 12

Hình 2.10: Đường đặc tính P-V và giải thuật P&O 14

Hình 2.11: Lưu đồ giải thuật P&O 14

Hình 2.12: Độ dốc (dP/dV) của PV 15

Hình 2.13: Lưu đồ giải thuật INC 16

Hình 2.14: Sơ đồ mạch Boost DC 17

Hình 2.15: Dạng sóng điện áp và dòng điện mạch Boost 17

Hình 2.16: Trạng thái ON mạch Boost 18

Hình 2.17: Trạng thái OFF mạch Boost 19

Hình 2.18: Dạng sóng điện áp và dòng điện mạch Buck 20

Hình 2.19: Trạng thái ON mạch Buck 20

Hình 2.20: Trạng thái OFF mạch Buck 21

Hình 2.21: Phân loại các kỹ thuật tăng áp tỉ số cao 22

Hình 2.22: Ưu nhược điểm của các phương pháp tăng tỉ số biến đổi 23

Hình 2.23: Cấu hình Charge pump và chuyển mạch tụ cơ bản 24

Hình 2.24: Bộ chuyển đổi boost với các tế bào nhân áp 24

Hình 2.25: Dạng chung của các mạch ghép từ 26

Hình 2.26: cấu trúc chung của mạch xếp chồng 26

Hình 2.27: Cấu trúc chung của mạch xen kẽ 27

Hình 3.1: Mạch đề xuất (a), mạch làm việc ở trạng thái 1(b), 2(c) và 3(d) 28

Hình 3.2: Dạng sóng dòng điện và điện áp 29

Hình 3.3: Mô hình tính sụt áp 32

Hình 3.4: Hệ số tăng áp tính toán 1000W 35

Hình 3.5: Hiệu suất tính toán 1000W 36

Hình 3.6: Lưu đồ điều khiển tối đa hiệu suất 37

Hình 3.7: Lưu đồ điều khiển tối đa độ phân giải 38

Hình 3.8: Đường cong vận hành đề xuất 40

Hình 3.9: Sơ đồ khối của mạch đề xuất 41

Hình 3.10: Vi xử lý Arduino Uno R3 43

Hình 3.11: Mô hình thực nghiệm 44

Hình 4.1: Sơ đồ khối mô hình thí nghiệm 46

Hình 4.2: Mô hình thí nghiệm ghép song song 46

Hình 4.3: Mô hình thí nghiệm 47

Hình 4.4: Điện áp và dòng điện khi tải cố định 48

Hình 4.5: Điện áp và dòng điện trên khóa điện khi tải cố định 49

Hình 4.6: Công suất tải thay đổi 50

Hình 4.7: Điện áp và dòng điện khi tải thay đổi 50

Hình 4.8: Điện áp ngõ ra thực nghiệm 51

Hình 4.9: Điện áp trên khóa điện thực nghiệm 52

Hình 4.10: Điện áp và dòng điện vào ra khi tải thay đổi 53

Hình 4.11: Hiệu suất thực nghiệm 250W 54

Hình 4.12: Hiệu suất thực nghiệm 500W 54

Hình 4.13: Hiệu suất thực nghiệm 1000W 55

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thông số pin PV 41Bảng 3.2 Thông số linh kiện lựa chọn 42

Bảng 4.1 Thông số đo được và hiệu suất mạch tại thực nghiệm Hình 3.11 53

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 Các nghiên cứu trước đây

Các bộ biến đổi điện áp DC tỉ số cao đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau Một số ứng dụng trong số đó bao gồm thu nhận năng lượng, cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế, các thiết bị cầm tay, chiếu sáng, công nghệ tàu điện, ứng dụng cho ngành viễn thông và xử lý thông tin, cho công nghiệp, năng lượng tái tao, lưới microgrid DC và hệ thống điện HVDC Hệ thống pin mặt trời nối lưới một pha được biểu diễn trong Hình 1.1

Hình 1.1: Hệ thống pin mặt trời nối lưới một pha

Dưới tác động của sự quá tải liên tục về dân số và nhu cầu tiêu thụ năng lượng, các nguồn năng lượng hóa thạch đang đứng trước nguy cơ bị cạn kiệt Năng lượng tái tạo đang được cho là một trong những giải pháp thay thế có tiềm năng tốt nhất với

ưu điểm là chúng có sẵn ở rất nhiều nơi trên thế giới Trong đó, năng lượng mặt trời có độ bao phủ rộng nhất Trong các hệ thống pin mặt trời nối lưới, các bộ biến đổi

DC có vai trò quan trọng khi nó có nhiệm vụ dò điểm công suất cực đại tận dụng công suất của pin mặt trời

Trong hệ thống điện mặt trời, nhiều tế bào quang điện ghép lại với nhau, vừa nối tiếp vừa song song, tạo thành một module Các module trong hệ thống cũng được ghép nối tiếp với nhau tạo thành một chuỗi (string) Nhiều chuỗi ghép song song với nhau được gọi là một mảng (array) Trong một vài trường hợp, các tế bào hay các tấm pin trong chuỗi không nhận được cường độ bức xạ đều nhau, nguyên nhân có thể

do bóng cố định từ cây cối hoặc các công trình gần đó hay bóng di động trong những

ngày nhiều mây, các tấm pin có bức xạ thấp trở thành tải tiêu thụ công suất theo định luật Kirchoff 1 Do việc này có thể làm tấm pin trở nên quá nhiệt, mỗi tấm pin được gắn 1 diode bypass để khi bị bóng che không có dòng điện làm nóng tấm pin

Đặc tuyến I – V và đặc tuyến P – V của tấm pin cũng bị thay đổi khi có hiện tượng bóng che bởi dòng điện bị giới hạn bằng dòng điện của tấm có bức xạ thấp (Hình 1.2) Cho nên, đặc tuyến P – V lúc này không chỉ có một cực trị như trường hợp bức xạ đồng nhất Số lượng cực trị bằng với số mức bức xạ khác nhau áp lên các tấm pin

Hình 1.2: Đặc tuyến I - V và P - V của chuỗi pin mặt trời khi có bóng che

Hiện tượng này gây khó khăn cho việc điều khiển công suất của tấm pin mặt trời

ở chế độ MPPT do các phương pháp tìm kiếm điểm cực đại hiện tại chỉ có thể tìm được một điểm cực trị duy nhất [1], vì thế điểm làm việc cực đại dò ra được có khả năng cao là một cực trị địa phương (Local Maximum Power Point –LMPP)

Để giải quyết bài toán MPPT có xét đến hiện tượng bóng che, đã có nhiều giải pháp được đưa ra Một hướng đi mới trong việc dò MPPT bằng các thuật toán meta heuristic đã được đề cập trong [2], [3] Tuy nhiên tính đến nay dù các giải thuật có thể dò được điểm GMPP với độ chính xác cao nhưng chúng lại có thời gian xác lập lâu hơn và chất lượng điện năng thấp hơn do sự dao động lớn Giải pháp tái cấu hình

hệ thống pin bằng cách đặt các khóa điện điều khiển nhóm các tấm pin mặt trời có cùng bức xạ được đề xuất trong [4] Khi xuất hiện bóng che, các tấm pin có bức xạ

giống nhau sẽ được kết nối chung vào một chuỗi Tuy nhiên, phương pháp này tỏ ra không phù hợp nếu hệ thống quá lớn cần có rất nhiều thiết bị đóng cắt

Hình 1.3: Các phương án kết nối pin mặt trời

Nghiên cứu [5] khảo sát các cấu hình pin mặt trời với 3 cách mắc khác nhau (song song, nối tiếp, hỗn hợp) Sơ đồ kết nối các tấm pin được vẽ trong Hình 1.3 Các kết quả kiểm tra cho thấy trong cùng một điều kiện bóng che, cấu hình song song có thể phát được nhiều công suất hơn cấu hình nối tiếp Đồng thời, xác suất bị bẫy vào cực trị địa phương của hệ thống thấp hơn khi số tấm pin mắc nối tiếp giảm đi Tuy nhiên, với cấu hình này hệ thống phải hoạt động ở điện áp thấp hơn và dòng điện cao hơn Áp lực đặt lên các bộ biến đổi tập trung vì thế lớn hơn so với khi sử dụng cấu hình nối tiếp Bài báo [6] tổng hợp các phương pháp xây dựng cấu hình các bộ tăng áp DC – DC tỉ số cao hiện nay Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là dòng điện đầu vào lớn dẫn đến giới hạn về công suất Trong [7], các bộ MPPT nhỏ được tích hợp vào từng tấm pin rồi nối tiếp với nhau Như vậy đặc tuyến P – V trên mỗi bộ DC –

DC chỉ có một cực trị duy nhất giúp đơn giản hóa phần mềm vừa thu được công suất tương đương với cấu hình mắc song song Tuy nhiên, phương án này đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn và phát sinh thêm vấn đề về độ phức tạp của hệ thống, không phù hợp đối với các hệ thống pin mặt trời áp mái có quy mô vừa và nhỏ, nơi yêu cầu chi phí đầu tư thấp

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Sự đầu tư vào các hệ thống pin mặt trời áp mái ở nước ta đang có xu hướng gia

tăng nên việc phải có một giải pháp vận hành hợp lý cho các hệ thống pin mặt trời

công suất ừa và nhỏ là cần thiết Phương án giảm số lượng pin trong chuỗi nối tiếp

kết hợp với các bộ biến đổi điện áp tỉ số cao có tiềm năng lớn nhất

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Các hệ thống điện mặt trời công suất vừa và nhỏ với công suất từ vài kW đến vài

chục kW ở nước ta hiện nay vẫn còn rất nhiều tiềm năng để khai thác Phương pháp

xây dựng các bộ biến đổi DC - DC tỉ số cao ứng dụng cho các hệ thống đó được đề

xuất và kiểm tra các thông số vận hành trong luận văn

1.4 Nhiệm vụ của luận văn

Sau khi đọc và nghiên cứu các tài liệu tổng quan, luận văn đề ra các mục tiêu sau:

- Đề xuất một cấu hình mạch biến đổi DC – DC tỉ số cao từ 50V lên 400V

- Xây dựng phương pháp đánh giá tổn thất công suất và sụt áp trên mạch khi có

xét đến nội trở thực tế của các linh kiện

- Thực nghiệm kiểm chứng hoạt động của mạch so với các phân tích lý thuyết

1.5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu liên quan

- Thiết lập sơ đồ nguyên lý và phương án điều khiển

- Thành lập công thức tính toán lý thuyết cho mạch

- Thi công và thực nghiệm mạch trên thực tế

1.6 Đóng góp chính của luận văn

Luận văn đề xuất một cấu hình mạch tăng áp DC tỉ số cao có khả năng điều khiển

điện áp trong một dải rộng Mạch được đánh giá bằng mô hình toán và thực nghiệm

1.7 Kế hoạch thực hiện

- 10/2018 – 10/2019: Nghiên cứu tổng quan, đề xuất cấu hình và phân tích

nguyên lý hoạt động Mô phỏng mạch trên phần mềm PSIM

- 10/2019 – 04/2020: Thi công mạch thực nghiệm và thực hiện thí nghiệm

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về pin quang điện (PV)

2.1.1 Nguyên lý hoạt động

Công đoạn biến đổi từ năng lượng photon trong bức xạ mặt trời thành điện năng được thực hiện bởi các tấm pin quang điện (PV) Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin quang điện, các photon được chia thành 3 phần: một phần trong chúng phản

xạ ngược lại, một phần đi xuyên qua tấm pin và phần còn lại bị hấp thu Các photon bị hấp thu kích thích các nguyên tử tạo ra các cặp điện tử tự do dạt về hai bản cực của lớp chuyển tiếp P – N Sự tập trung các điện tích tại hai đầu của vật liệu sinh ra một hệu điện thế và khi được nối với tải bên ngoài sẽ có dòng chạy qua nó Quá trình này được mô tả lại trong hình Hình 2.1

Hình 2.1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin quang điện

2.1.2 Phân loại

Dựa vào công nghệ sản xuất, các tấm pin quang điện được chia thành các loại sau:

• Đơn tinh thể (Monocrystalline): có hiệu suất lớn nhất trong các loại pin (13 – 17%) nhưng vật liệu chế tạo đắt tiền

• Đa tinh thể (Monocrystalline): hiệu suất thấp hơn loại đơn tinh thể (10 – 14%),

bù lại giá thành rẻ hơn

• Dải silic (Bar crystalline silicon): có chi phí sản xuất thấp nhất tuy nhiên hiệu suất chỉ đạt 11%

• Màng mỏng (Thin film): cho phép chế tạo được các tấm pin với kích thước mỏng nhưng do mới phát triển nên hiệu suất thấp, trong tầm 5 – 13%

• Ngoài ra công nghệ pin hữu cơ là công nghệ mới nhất hiện nay

2.2 Mô hình toán pin PV

2.2.1 Mô hình lý tưởng

Mô hình đặc trưng cho một tế bào quang điện là một nguồn dòng song song với diode [8] Mô hình lý tưởng xem như diode không có nội trở (Hình 2.2) Theo định luật Kirchhoff 1 dòng điện tại đầu ra của tấm pin là hiệu của dòng điện do ánh sáng tạo ra trừ dòng điện chạy qua diode

Hình 2.2: Mô hình tế bào quang điện lý tưởng

Dòng điện tại ngõ ra của tấm pin [8]:

Với:

𝐼𝑑 = 𝐼𝑜[exp (𝑞𝑉

Iph là dòng điện tạo ra bởi các photon; Id là dòng điện trên diode được cho bởi công thức (1 – 2); Io là dòng bão hòa ngược của diode, q là điện tích của một electron (1,6 × 10-19C), k là hằng số Boltzmann (1,38 × 10-23 J/K), T là nhiệt độ trên diode (K)

và a là hằng số lý tưởng của diode

Từ công thức (1 – 1) và (1 – 2) ta có các đặc tuyến I – V như sau:

Hình 2.3: Đặc tuyến I – V lý tưởng của pin mặt trời

2.2.2 Mô hình thực tế

Trên thực tế, các tế bào quang điện được kết nối lại với nhau theo kiểu kết hợp giữa song song và nối tiếp, tạo thành một module PV Sự kết nối nhiều tế bào quang điện với nhau đòi hỏi mô hình toán cần có nhiều tham số hơn so với mô hình lý tưởng

mô hình lý tưởng cần xét thêm nội trở tham gia vào mạch (Hình 2.4)

Hình 2.4: Mô hình tế bào quang điện thực tế

Dòng điện đầu ra trong trường hợp này:

𝐼 = 𝐼𝑝ℎ − 𝐼𝑜[exp (𝑞𝑉

𝑎𝑘𝑇) − 1] −

𝑉 + 𝑅𝑠𝐼

Hình 2.5: Đặc tuyến I - V thực tế của pin mặt trời

Công thức (2 – 3) thể hiện mối quan hệ dòng điện và điện áp của một tấm pin mặt trời điển hình Từ đó tạo ra đặc tuyến I – V như hình 1.5, dựa trên 3 điểm đặc trưng trong hình, đặc tuyến I – V được nhà sản xuất thể hiện bởi các thông số sau, với điều kiện chuẩn là bức xạ 1000W/m2 và nhiệt độ 25oC:

• Điện áp hở mạch (Voc): Là điện áp đo được trên tấm pin khi không tải

• Dòng điện ngắn mạch (Isc) Là dòng điện đo được khi nối ngắn mạch tấm pin

• Điểm công suất cực đại (VMPP, IMPP): là điểm làm việc cho công suất lớn nhất 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tuyến

Đặc tuyến công suất của pin mặt trời không cố định mà phụ thuộc vào hai yếu tố lớn nhất là cường độ bức xạ và nhiệt độ trên tấm pin, như trong Hình 2.6 Có thể thấy, với cùng một nhiệt độ và điện áp, bức xạ nhiều hơn sẽ cho dòng điện lớn hơn, đồng nghĩa với Iph trong mô hình toán tỉ lệ với bức xạ Trong trường hợp ngược lại, sự gia tăng nhiệt độ trong khi bức xạ cố định cho điện áp cao hơn ở cả điểm MPP và điểm

hở mạch

Chính vì vậy, điều kiện làm việc tốt nhất của các tấm pin để đạt được hiệu suất tốt là phải có cường độ bức xạ cao và nhiệt độ thấp Trên thực tế, nhiệt độ làm việc

của tấm pin cao hơn so với nhiệt độ chuẩn, thường rơi vào tầm 43oC - 47oC (trạng thái NOCT)

(a)

(b)

Hình 2.6: Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tuyến pin mặt trời

(a) Bức xạ; (b) Nhiệt độ

2.3 Bài toán dò điểm công suất cực đại (Maximum Power Point Tracking – MPPT) Một sơ đồ đơn giản được biến đổi từ mô hình tế bào quang điện được thể hiện trong Hình 2.7 Khi hoạt động ở điện áp thấp hơn VMPP, dòng điện đi qua diode gần như bằng 0, cho nên có thể bỏ qua diode trong vùng này Như vậy, sơ đồ được giản lược còn một nguồn áp VS và điện trở nội RS qua các phép biến đổi Thevenin – Norton

Hình 2.7: Mô hình đơn giản pin mặt trời nối tải

Điều kiện cần để công suất trên tải đạt cực đại là đạo hàm của PL theo RL bằng 0:

𝑃𝐿′ = 0 ⟺ 𝑉𝑠2 𝑅𝑆 − 𝑅𝐿

(𝑅𝑠+ 𝑅𝐿)3 = 0 ⟺ 𝑅𝑠 = 𝑅𝐿 (2 – 7) Như vậy, điểm làm việc của hệ thống được định nghĩa là giao điểm của đường đặc tính của tải và đường đặc tính nguồn Giả sử tải được kết nối là tải thuần trở, ta có đặc tính tải là một đường thẳng với độ dốc là 1/RL Tổng trở bên phía phụ tải càng

Rs

RL PV

lớn thì độ dốc của đường đặc tính tải càng thấp và điểm làm việc di chuyển dần về phía bên phải và điểm làm việc cho công suất cực đại chỉ khi RL = RMPP (Hình 2.8)

Hình 2.8: Điểm làm việc của pin mặt trời

Điểm khác biệt lớn nhất của các nguồn năng lượng tái tạo so với các nguồn năng lượng truyền thống là năng lượng đầu vào, hay đặc tuyến tải, không điều khiển được trong khi đó, tải tiêu thụ phụ thuộc vào thói quen và mục đích của người dùng nên cũng không thể điều khiển Nếu các tấm pin mặt trời được mắc trực tiếp với tải sẽ dẫn đến hiện tượng mất cân bằng công suất đồng thời không tận dụng triệt để được công suất đầu vào Do đó, cần phải đặt ở trung gian một thiết bị có khả năng phối hợp tổng trở giữa phụ tải và hệ thống pin mặt trời Phương pháp phối hợp tổng trở được sử dụng phổ biến nhất hiện nay chính là biến đổi điện áp, nhờ các bộ biến đổi điện áp một chiều[9]

Sơ đồ tương đương của hệ thống điện mặt trời có kết nối với bộ biến đổi điện áp

DC được trình bày như Hình 2.9 Giả sử hiệu suất biến đổi năng lượng là lý tưởng, có thể xem bộ biến đổi như một máy biến áp hoạt động với điện áp DC Gọi V1 và I1

là điện áp và dòng điện đi vào bộ biến đổi (phía sơ cấp); V2, I2 là điện áp và dòng điện tại ngõ ra phía thứ cấp của nó

Gọi k là tỉ số biến áp, ta có:

Hình 2.9: Mô hình hệ thống điện mặt trời

sử dụng bộ biến đổi điện áp DC đơn giản

Từ đây, có thể quy đổi tổng trở tải phía sơ cấp về phía sơ cấp tương tự như các bài toán quy đổi cấp điện áp trong máy biến áp hay tính ở hệ đơn vị tương đối trong

hệ thống điện Tổng trở tương đương RL’ của tải nhìn từ phía nguồn pin mặt trời là:

𝑅𝐿′ =𝑉1

𝐼1 =

𝑉2𝑘

2.4 Các phương pháp phổ biến dò tìm điểm công suất cực đại pin mặt trời

2.4.1 Phương pháp điện áp hằng số

Phương pháp này sử quan hệ gần đúng giữa điện áp tại điểm MPP (VMPP) và điện

áp hở mạch VOC vốn thay đổi theo nhiệt độ và bức xạ [10]:

Với một hằng số k đã biết, điện áp VMPP có thể được xác định bằng cách đo VOC Để đo VOC, PV phải được ngắt tải để thực hiện phép đo điều này dẫn đến tổn hao công suất Ngoài ra khi bức xạ mặt trời thay đổi dẫn đến sai số lớn vì việc xác định VMPP không liên tục Hơn nữa đây cũng chỉ là phương pháp gần đúng nên kết quả sẽ không có độ chính xác cao

Để khắc phục điều này, có nhiều giải pháp đã được đề xuất, chẳng hạn như dùng PV mẫu để đo VOC, PV này không dùng để phát điện mà chỉ dùng để xác định các thông số của PV như VOC PV mẫu phải được chọn lọc kỹ càng và lắp đặt chung với mô đun PV để đảm bảo có cùng điều kiện môi trường Tuy nhiên việc dùng thêm PV mẫu có thể sẽ làm cho giá thành của hệ thống tăng cao Mặc dù vậy, đây vẫn là một phương pháp đơn giản bởi vì nó không yêu cầu một phần cứng quá phức tạp

2.4.2 Phương pháp P&O (Perturb and Observe)

Giải thuật P&O là giải thuật cơ bản, đơn giản và được áp dụng tương đối rộng rãi đối với hệ MPPT (điều khiển tại vị trí thu được công suất cực đại) P&O còn gọi là phương pháp “leo dốc”, nội dung là điều khiển tăng hoặc giảm điện áp sao cho công suất thu được là cực đại[11]

Giải thích giải thuật P & O:

- Nếu tăng điện áp, công suất thu được tăng thì ta phải tiếp tục tăng điện áp

- Nếu tăng điện áp, công suất thu được giảm thì ta phải giảm điện áp

- Nếu giảm điện áp, công suất thu được tăng thì ta phải tiếp tục giảm điện áp

- Nếu giảm điện áp, công suất thu được giảm thì ta phải tăng điện áp

Hình 2.10: Đường đặc tính P-V và giải thuật P&O

Lưu đồ giải thuật P & O:

Hình 2.11: Lưu đồ giải thuật P&O

2.4.3 Phương pháp INC (Incremental Conductance)

Phương pháp INC (Incremental Conductance) dựa trên đạo hàm P-V của đường cong PV có thể được miêu tả như sau[11]:

Hình 2.12: Độ dốc (dP/dV) của PV

Ta có:

- dP/dV = 0, tại điểm cực đại MPP của PV

- dP/dV > 0, bên trái điểm MPP

- dP/dV < 0, bên phải điểm MPP

Ta có thể biểu diễn như sau:

- dI/dV = - I/V, tại điểm MPP

- dI/dV > -I/V, bên trái điểm MPP

- dI/dV < -I/V, bên phải điểm MPP

Một kiểm tra quan trọng của thuật toán này là phát hiện điều kiện của môi trường Nếu điểm hoạt động vẫn ở điểm MPP (điều kiện ΔV= 0) và điều kiện bức xạ không thay đổi (ΔI = 0) thì sẽ không phải điều chỉnh điện áp hoạt động Nếu như bức xạ

tăng (ΔI > 0) thì điện áp MPP giảm nên thuật toán INC phải tăng điện áp hoạt động để theo dõi điểm MPP

Điểm cực đại được tìm bằng cách so sánh giá trị tức thời I/V với sai số dI/dV, theo giải thuật sau:

Hình 2.13: Lưu đồ giải thuật INC

2.5 Các bộ biến đổi DC – DC cơ bản

2.5.1 Mạch tăng áp (Boost)

Boost là bộ biến đổi nguồn DC-DC dùng để biến đổi điện áp đầu ra lớn hơn điện

áp đầu vào Có chứa ít nhất hai thành phần chuyển mạch gồm có một diode và một transistor và ít nhất một phần tử tích lũy năng lượng, một tụ điện, một cuộn dây hoặc

có cả hai

Hình 2.14: Sơ đồ mạch Boost DC

Nguyên lý hoạt động

Trong bộ biến đổi lý tưởng, tất cả thành phần được tính toán hoàn chỉnh Khi thay đổi tỉ lệ thời gian dẫn ton so với chu ký Ts, mạch sẽ thay đổi được giá trị điện áp ngõ

ra VO Minh họa qua giản đồ thời gian

Hình 2.15: Dạng sóng điện áp và dòng điện mạch Boost

Trong đó:

Ts: thời gian chuyển đổi

D: độ rộng xung

IL: dòng điện sạc trung bình

Io: dòng điện đầu ra

Vd: điện áp một chiều đầu vào

Vo: điện áp một chiều đầu ra

Hình 2.16: Trạng thái ON mạch Boost

Khi khóa được kích đóng, dòng điện từ nguồn vào chạy qua cuộn cảm làm cho dòng điện trong cuộn cảm tăng lên rất nhanh Dòng điện không đi qua diode và tụ điện phóng điện cung cấp cho tải Chiều dòng điện được mô tả như trên hình 2.15

Load

Trạng thái OFF

Hình 2.17: Trạng thái OFF mạch Boost

Khi khóa kích ngắt thì ở cuộn dây xảy ra hiện tượng cân bằng điện áp với điện áp đầu vào Điện áp đầu vào kết hợp với điện cảm ở cuộn cảm đã được tích lũy năng lượng từ trường đi qua diode cung cấp cho tải đồng thời nạp cho tụ điện Khi đó điện

áp đầu ra sẽ lớn hơn điện áp ở đầu vào, dòng qua tải được cấp bởi nguồn đầu vào Chiều dòng điện được mô tả như Hình 2.17

2.5.2 Mạch giảm áp (Buck)

Buck là bộ chuyển đổi nguồn DC-DC dùng để biến đổi điện áp đầu ra thấp hơn so với điện áp đầu vào Cũng có các thành phần cơ bản như mạch BOOST sử dụng khóa chuyển mạch gồm 1 transistor và 1 diode, 1 cuộn dây, 1 tụ điện

Trong giản đồ thời gian này, ta có:

Khu vực A1 = khu vực A2

Nguyên lý hoạt động của mạch[12]:

Hình 2.18: Dạng sóng điện áp và dòng điện mạch Buck

Rõ ràng, đây là bộ giảm áp vì 0 ≤ D ≤ 1

Trong thời gian T dẫn, năng lượng tích trữ trên cuộn cảm Trong thời gian T ngắt, năng lượng cuộn cảm phóng thích qua C, R và D

Trạng thái ON

Hình 2.19: Trạng thái ON mạch Buck

Khi khóa kích đóng dòng điện từ nguồn sẽ đi qua cuộn cảm làm cho dòng điện trong cuộn cảm tăng lên, ngay lúc này thì tụ điện cũng được nạp và cung cấp dòng điện qua tải Chiều dòng điện chạy theo Hình 2.19

Load

Trạng thái OFF

Hình 2.20: Trạng thái OFF mạch Buck

Khi khóa kích ngắt là lúc nguồn cung cấp bị ngắt ra khỏi mạch Khi đó cuộn cảm được tích năng lượng từ trường và tụ điện tích lũy năng lượng ở trạng thái on trước đó sẽ phóng năng lượng qua tải Cuộn cảm có xu hướng giữ cho dòng điện không đổi

và giảm dần Chiều của dòng điện lúc này được mô tả như trên Hình 2.20

2.6 Mạch tăng áp DC – DC tỉ số cao

2.6.1 Giới thiệu

Mạch tăng áp DC – DC là một mạch tăng áp cơ bản được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng hiện đại như đèn HID, xe điện, hệ thống PV nối lưới và các hệ thống phát điện dùng năng lượng tái tạo, cần thiết phải sử dụng bộ chuyển đổi với độ lợi cao, thường là mười lần hoặc cao hơn Vì hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo (RESs) này cung cấp điện áp đầu ra thấp, một bộ chuyển đổi tăng áp truyền thống có thể được sử dụng để đẩy điện áp nguồn lên mức điện áp cao hơn theo yêu cầu của tải Tuy nhiên, các bộ chuyển đổi tăng áp truyền thống phải làm việc ở tỷ số thời gian PWM cực cao để đạt được mức tăng điện áp cao Các diode đầu ra duy trì dòng xung ngắn với biên độ cao, dẫn đến tổn thất hồi phục ngược nghiêm trọng Ngoài ra, khi điện áp đầu ra tăng lên, phải tăng điện áp định mức của linh kiện chuyển mạch bán dẫn, và

do dòng đầu vào cao do điện áp đầu vào thấp, tổn thất dẫn của thiết bị bán dẫn có thể tạo ra tác động đáng kể đến hiệu suất của hệ thống Hơn nữa, khi tỉ số thời gian gần bằng 1, bộ chuyển đổi có đáp ứng động kém với các thay đổi tham số hệ thống và các thay đổi của tải

Load

Có rất nhiều kỹ thuật nâng áp khác nhau đã được giới thiệu và áp dụng cho bộ nâng áp Việc tổng hợp và phân loại các phương pháp này đã được thực hiện trong tài liệu [6] như Hình 2.21 Có tổng cộng 5 nhánh lớn, bao gồm chuyển mạch tụ, tế bào nhân áp, chuyển mạch cuộn dây và nâng điện áp, hỗ cảm, và cấu trúc ghép nhiều tầng

Hình 2.21: Phân loại các kỹ thuật tăng áp tỉ số cao

Những đóng góp cải tiến bộ biến đổi DC – DC hiện nay được dựa trên 5 yếu tố chính: hiệu suất, mật độ công suất, chi phí, độ phức tạp và độ tin cậy, tất cả đều ít nhiều tác động lẫn nhau Sơ đồ Hình 2.22 cung cấp một bản tóm tắt so sánh các kỹ thuật tăng điện áp khác nhau dựa trên 5 tiêu chí vừa nêu Khung nhìn này tạo điều kiện lựa chọn nhanh giữa các lựa chọn thay thế liên quan cho các yêu cầu ứng dụng

và tải đặc biệt Mỗi kỹ thuật điện áp có các tính năng độc đáo riêng và các ứng dụng phù hợp và không có giải pháp một kích cỡ phù hợp cho tất cả Tuy nhiên, nói chung

là không công bằng khi ủng hộ vĩnh viễn bất kỳ kỹ thuật hoặc giải pháp cụ thể nào Cấu trúc liên kết và điều khiển chuyển đổi, được coi là phức tạp và không hiệu quả trong một thập kỷ trở lại đây, giờ đây đã trở thành một giải pháp chính cho nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng Theo cách này, các cấu trúc liên kết mới dựa trên các kỹ thuật tăng điện áp khác nhau và thường được hợp nhất sẽ tiếp tục xuất hiện để

đáp ứng và cải thiện hiệu suất của các ứng dụng khác nhau Nhờ vào sự tiến bộ trong các thiết bị bán dẫn điện, các thiết bị băng rộng mới (GaN, SiC, v.v.), vật liệu từ tính tiên tiến, nền tảng điều khiển kỹ thuật số hiệu suất cao,

Hình 2.22: Ưu nhược điểm của các phương pháp tăng tỉ số biến đổi

2.6.2 Charge pump

Kỹ thuật này đã được sử dụng trong nhiều bộ biến đổi điện năng[13] Nguyên lý tăng áp của mạch hoàn toàn dựa vào tụ điện và không có sự tham gia của cuộn cảm Hình 2.23 biểu diễn cấu trúc của một mạch Charge Pump cơ bản Nhờ việc chỉ sử dụng tụ điện cấu trúc này có điểm nổi bật ở sự gọn nhẹ tuy nhiên mật độ công suất không được cao do việc tăng áp không dùng cuộn cảm tạo ra dòng điện xung rất lớn chạy qua tụ

(a) (b)

Hình 2.23: Cấu hình Charge pump và chuyển mạch tụ cơ bản

(a) Mạch Charge pump cơ bản, (b) Mạch chuyển tụ cơ bản 2.6.3 Tế bào nâng áp

Một kỹ thuật thay thế để vượt qua giới hạn của các bộ chuyển đổi DC-DC boost cổ điển cho các ứng dụng hiệu suất cao và tỷ lệ chuyển đổi cao là sử dụng các tế bào nhân điện áp[14] Sử dụng các tế bào nhân điện áp có thể giảm các vấn đề về khối lượng, kích thước và tổn thất liên quan đến các máy biến áp điện thế cao Hình 2.24 cho thấy cấu trúc cơ bản của tế bào nhân điện áp

Hình 2.24: Bộ chuyển đổi boost với các tế bào nhân áp

(a) Cấu trúc bộ chuyển đổi, (b) Tế bào nhân điện áp Mạch nhân điện áp là các cấu trúc hiệu quả, chi phí thấp và đơn giản để đạt được điện áp DC ngõ ra cao bao gồm một bộ diode và tụ điện Xét theo cấu trúc, chúng có thể được chia thành hai nhóm chính: 1) VMC (Voltage Multiplier Cell), có thể được đặt ở giữa mạch, sau khóa điện chính, để giảm áp lực điện áp; và 2) bộ chỉnh lưu nhân điện áp (Voltage Multiplier Recitifier), được đặt ở tầng sau cùng của các cấu hình

dựa trên biến áp và cuộn cảm kép để điều chỉnh điện áp AC hoặc điện áp DC dạng xung vừa đóng vai trò làm mạch nhân áp

Máy biến áp: Bộ chuyển đổi DC - DC dựa trên máy biến áp ngày càng được quan

tâm do tỉ số của máy biến áp giúp việc thiết kế và hệ số chu kỳ được tự do hơn, nhờ đó có thể tăng được điện áp cao Bộ biến đổi có máy biến áp được chia thành hai loại: máy biến áp cách ly, được sử dụng để cách ly về điện; và các bộ biến đổi dc dc không cách ly xuất phát từ các mạch có cách ly, được biết đến trong tài liệu là các máy biến

áp tích hợp Mặc dù các lý thuyết mạch cơ bản của chúng là tương tự nhau; tuy nhiên, hiệu suất khác nhau theo từng loại

Cuộn cảm kép: Cuộn cảm kép là một linh kiện có vai trò rất lớn với các bộ chuyển

đổi DC - DC không cách ly có thể lưu trữ năng lượng trong một chu kỳ và cung cấp năng lượng cho tải trong chu kỳ còn lại Vì có nhiều ứng dụng không yêu cầu cách ly điện, việc sử dụng cuộn cảm kép cung cấp một kỹ thuật nâng áp hữu ích trong các bộ chuyển đổi DC – DC có thể đạt được bằng cách lấy điểm giữa hoặc đơn giản là ghép các mạch từ lại

Hình 2.25: Dạng chung của các mạch ghép từ

2.6.5 Mạch ghép tầng

Một phương pháp phổ biến để tăng độ lợi điện áp của các bộ DC – DC là kết nối các tầng module tăng áp lại theo nhiều cách khác nhau Kỹ thuật này thường được thấy bằng cách sử dụng các module biến đổi giống hoặc khác nhau kết hợp với nhiều kỹ thuật tăng áp khác Trong cấu trúc này, độ lợi điện áp trong các cấu trúc đa tầng tăng theo tuyến tính hoặc theo cấp số nhân (thường tỉ lệ với số tầng)[17]–[19]

Cấu trúc xếp chồng: một cách đơn giản để tăng độ lợi điện áp là xếp nối tiếp nhiều

mạch biến đổi với nhau Hai hoặc nhiều mạch tăng áp có thể được kết nối ở dạng xếp chồng (gọi là nhóm bình phương) hoặc các kiểu mạch tăng áp khác nhau có thể được xếp chồng lên nhau (được gọi là nhóm lai)

Hình 2.26: cấu trúc chung của mạch xếp chồng

Cấu trúc xen kẽ: Trong các bộ tăng áp DC, cường độ dòng điện đầu vào lớn hơn

đầu ra Như vậy, kỹ thuật nhiều pha xen kẽ là một giải pháp tiềm năng giúp giảm độ gợn dòng điện và tăng mật độ công suất trong các bộ chuyển đổi DC – DC tỉ số cao

Ngoài việc giảm tổn thất hồi phục ngược của diode về 0, bộ tăng áp xen kẽ dùng cuộn kháng kép có độ gợn dòng điện thấp hơn và hệ số chuyển mạch nhỏ hơn so với thông thường

Hình 2.27: Cấu trúc chung của mạch xen kẽ

Với những giới hạn của từng kỹ thuật nâng tỉ số tăng áp được đề cập trong phần trước, luận văn đề xuất một cấu hình mạch tăng áp mới phù hợp với ứng dụng công suất lớn và có tầm điều khiển điện áp rộng Mạch bao gồm 2 cụm biến đổi cấu trúc xen kẽ mắc song song với nhau Bốn tụ điện đầu ra có vai trò cộng dồn điện áp tăng dần điện áp tại đầu ra Tùy theo mục đích sử dụng mạch có thể tạo ra nhiều ngõ ra có cấp điện áp khác nhau Mạch đề xuất được trình bày trong Hình 3.2 Mỗi cụm nâng

áp là một mạch 2 tầng ghép xen kẽ có 2 khóa điện hoạt động đối xứng với nhau Độ rộng xung tối thiểu trên mỗi khóa điện là 50% nhằm duy trì quá trình nạp xả được liên tục

Hình 3.2: Dạng sóng dòng điện và điện áp

Bộ biến đổi trong luận văn có 3 trạng thái hoạt động trong một chu kỳ đóng cắt, như trong Hình 3.1 Do 4 tụ nhân điện áp tại ngõ ra được mắc nối tiếp với cuộn dây, mạch điện đề xuất hoạt động với chế độ dẫn liên tục (Continuous Conduction Mode

- CCM)

Nguyên lý hoạt động được phân tích dựa trên những giả thiết sau:

- Tất cả cá linh kiện được xem như lý tưởng

- Dung lượng của tụ điện đủ lớn để duy trì điện áp trong suốt quá trình làm việc

mô tả các trạng thái hoạt động của bộ biến đổi đề xuất trong một chu kỳ đóng cắt, gồm có 3 giai đoạn Nguyên lý cụ thể của từng giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1 [t0 – t1]:

Tất cả các khóa điện đều đóng và 4 cuộn dây được nạp điện bởi nguồn đầu vào Tụ điện Co tại ngõ ra cấp điện duy trì điện áp trên tải Dòng điện nạp vào cuộn dây được tính theo công thức sau:

2 và 4 vẫn giữ nguyên trạng thái nạp điện cho cuộn dây nhưng dòng điện trên 2 khóa

S2 và S4 bằng tổng dòng nạp vào cuộn dây và dòng nạp vào tụ cộng lại Tải vẫn được cấp điện bởi tụ Co

Giai đoạn 3 [t2 – t0]:

Các trạng thái hoạt động của giai đoạn này tương tự như với giai đoạn 2 nhưng trạng thái của các khóa và các tụ điện đảo ngược lại Tụ C1 và tụ C3 bây giờ trở thành tụ phóng năng lượng vừa nạp cho lần lượt 2 tụ C2 và Co vừa cấp điện cho tải

Áp lực lên linh kiện

Như trong phần phân tích nguyên lý hoạt động đã nêu, điện áp đặt lên các khóa điện là bằng nhau và bằng:

3.1.2 Phân tích sụt áp và hiệu suất

Để đánh giá hiệu suất và hoạt động của một bộ biến đổi DC – DC, việc đến các linh kiện ở điều kiện thực tế có tồn tại nội trở là thực sự cần thiết Tuy nhiên, các bộ biến đổi tỉ số cao hiện nay rất đa dạng và phức tạp dẫn đến chưa có một phương pháp tính toán sụt áp và hiệu suất một cách tổng quát Trong luận văn, một phương pháp tính toán sụt áp tổng quát cho các bộ biến đổi điện áp đã được trình bày Phương pháp

này chia bộ biến đổi thành hai phía sơ cấp có điện áp thấp và phía thứ cấp có điện áp cao, tương tự như một máy biến áp Sau đó quy đổi từ 2 cấp điện áp thành một cấp điện áp duy nhất Phương pháp này được áp dụng cho cấu hình đề xuất trong luận văn Để đơn giản hóa vấn đề, luận văn chỉ xét đến tổn hao dẫn trên 3 thành phần chính của mạch là cuộn dây, diode và khóa điện tổn hao đóng cắt và nội trở của tụ điện không được xét đến Hình 3.3 thể hiện sơ đồ mạch có nội trở thực tế được chia thành

2 phía

Hình 3.3: Mô hình tính sụt áp