ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT
Đề tài: Mơ hình hóa mạch Cuk Converter
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Trần Trọng Minh
Họ và tên:
MSSV
Đồng Hữu Hùng
20166216
Trần Nam Trung
20166890
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
Cuk converter là một dạng của bộ chuyển đổi DC-DC có điện áp đầu ra lớn hơn
hoặc nhỏ hơn điện áp đầu vào.
Mạch chuyển đổi tương đương sử dụng công tắc biến đổi như hình trên
: dịng điện chạy qua cuộn cảm L1
: dòng điện chạy qua cuộn cảm L2
: điện áp trên hai đầu tụ điện C1
: điên áp trên hai đầu tụ điện C2
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (Mơ hình chính xác)
Trạng thái 1: Khi khóa H – On; D - Off . Ta có mạch chuyển tương đương sau.
=
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (Mơ hình chính xác)
Trạng thái 2: khi khóa H- Off, D - On. Ta có mạch chuyển tương đương sau.
{
𝑬 𝑽𝑪
𝒊˙𝑳 =
−
𝑳𝟏
𝑳𝟏
𝒊𝑳
𝑽˙𝑪 =
𝑪𝟏
−𝑽 𝑪
𝒊˙𝑳 =
𝑳𝟐
𝒊𝑳
𝑽𝑪
𝑽˙𝑪 =
−
𝑪𝟐 𝑹 . 𝑪𝟐
[
0
1=
𝐶1
0
0
−1
𝐿1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
𝐶2
download by :
𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
𝟐
𝟐
𝟐
𝟐
𝟐
−1
𝐿2
1
−
𝑅 . 𝐶2
]
[ ][ ]
𝒊𝑳
𝑽𝑪
.
𝒊𝑳
𝑽𝑪
𝟏
𝟏
𝟐
𝟐
1
L1
+ 0 .𝑬
0
0
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
Đưa vào hai hàm đóng cắt u={1,0} ta được:
=(1-u)
Biến đổi phương trình trên thành dạng Bilinear:
=
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
Mơ phỏng mơ hình đóng cắt
Tiến hành mơ phỏng mơ hình đóng cắt với các thông số: L1=68,7 uH, L2=2,2 mH; C1=3,7 uF; C2=1 uF; R=12
ohm; E= 20V, fx=50 kHz, D=0.5
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
Mơ phỏng mơ hình đóng cắt
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
Mơ hình vật lý
Mơ phỏng mơ hình vật lý với các thơng số tương tự mơ hình đóng cắt
download by :
1.Mơ hình đóng cắt (mơ hình chính xác)
So sánh mơ hình đóng cắt và mơ hình vật lý
download by :
2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
Xây dựng mơ hình
Từ ma trận mơ hình đóng cắt ta có:
=
Đặt ; ; ; với u={0;1}
=
download by :
2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
Xây dựng mơ hình
Ta có
{
− 𝑥2 ˙
𝐸
( 1− 𝑑 ) +
𝑥˙ 1 ¿
𝐿1
𝐿1
− 𝑥1
𝑥3
𝑥˙ 2=
( 1− 𝑑 ) −
.𝑑
𝐶1
𝐶1
𝑥2
𝑥4
𝑥˙ 3 =
. 𝑑−
𝐿2
𝐿2
𝑥
𝑥4
𝑥˙ 4= 3 −
𝐶2 𝑅 𝐶2
{
2
𝑥 1 𝑒=
Với giá trị xác lập
𝐸 . 𝑑𝑒
2
( 1− 𝑑 𝑒 ) . 𝑅
𝑥 2 𝑒=
𝑥3𝑒=
(1 − 𝑑𝑒 ). 𝑅
𝑥 4 𝑒=
Trong đó de là hệ số lấp đầy xung ở điểm làm việc cân bằng
download by :
𝐸
1− 𝑑 𝑒
𝐸 . 𝑑𝑒
𝐸 . 𝑑𝑒
1 − 𝑑𝑒
2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
Mơ phỏng mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
download by :
2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
Mơ phỏng mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
download by :
2.Mơ hình trung bình tín hiệu lớn (DC)
So sánh mơ hình tín hiệu lớn và mơ hình đóng cắt
Điều khiển Điện Tử Công Suất
download by
:
3.Mơ hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)
Với các biến động nhỏ là tín hiệu xoay chiều sau:
{
~
~
𝐿1 𝑥˙ 1=( 𝑑 𝑒 − 1 ) ~
𝑥 2+ 𝑥 2 𝑒 . 𝑑
~
~
𝐶 1 𝑥˙ 2=( 1 − 𝑑 𝑒) ~
𝑥1 − 𝑑𝑒 . ~
𝑥3 +(− 𝑥1 𝑒 − 𝑥3 𝑒) 𝑑
~
~
𝐿 2 𝑥˙ 3 =𝑑 𝑒 .~
𝑥 2 −~
𝑥4+ 𝑥2𝑒 . 𝑑
~
~ ~ 𝑥4
𝐶 2 𝑥˙ 4 = 𝑥 3 −
𝑅
Thay các biến động vào phương trình trạng thái
và bỏ qua các tích của hai biến động nhỏ, ta
được:
[
Viết lại dưới dạng ma trận hệ phương trình trạng thái:
~
˙ =
𝑿
0
1 − 𝑑𝑒
𝐶1
0
0
𝑑𝑒 − 1
𝐿1
0
− 𝑑𝑒
𝐶1
0
𝑑𝑒
𝐿2
0
0
1
𝐶2
0
0
−1
𝐿2
1
−
𝑅 . 𝐶2
][ ]
𝑥2𝑒
L1
− 𝑥 1𝑒 − 𝑥 3 𝑒
~
. 𝑿+
𝐶1
𝑥2𝑒
L2
0
download by : B
A
~
.𝑑
3.Mơ hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)
Mơ hình trung bình tín hiệu nhỏ (AC)
Do hệ thống gồm 4 biến trạng thái địi hỏi 1 lượng tính tốn lớn khi tính tốn trực tiếp do đó nhóm sử dụng Matlab để
viết mơ hình dưới dạng hàm truyền bằng lệnh:
[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)
Với D=0
C=(1 0 0 0) với GiL1
C=(0 1 0 0) với GvC1
C=(0 0 1 0) với GiL2
C=(0 0 0 1) với GvC2
Ta tìm được hàm truyền như sau:
download by :
Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe
download by :