Slide thuyết trình thiết kế hệ thống điều khiển điện công suất đề tài thiết kế mạch vòng điều chỉnh BUCK BOOST theo chế độ dòng điện đỉnh

co

ng

.c
om

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP

ng

th

an

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN
TỬ CƠNG SUẤT

du
o

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH VỊNG ĐIỀU CHỈNH BUCK-BOOST

cu

u

THEO CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN ĐỈNH

Giảng viên hướng dẫn : TS. Vũ Hồng Phương
Sinh viên thực hiện
CuuDuongThanCong.com

: Ngơ Quang Sơn
- 20143815
Nguyễn Tiến Trình - 20144663
/>

1

.c
om

NỘI DUNG
u cầu bài tốn

2

Mơ hình hóa BBĐ Buck-Boost

3

Thiết kế bộ điều khiển

cu

u

du

o

ng

th

an

co

ng

1

4

Mô phỏng

CuuDuongThanCong.com

/>

2

=0

an

co

100Khz

th

50uH

0.1Ω
6Ω
100uF

cu

u

du
o

ng

12V

=2.5A

ng

.c
om

1. Yêu cầu bài toán

Độ đập mạch điện áp: 2%
CuuDuongThanCong.com

Độ đập mạch dòng điện: 30%
/>
15V


2. Mơ hình hóa bộ Buck-Boost

ng

th

an

co

ng

.c
om

 Trạng thái 1: V dẫn, D khóa

cu

u

du

o

 Trạng thái 2: V khóa, D dẫn

CuuDuongThanCong.com

/>
3


4

an

co

ng

.c
om

=> Hệ phương trình tổng quát:

cu

u

du
o

ng

th

 Trạng thái xác lập:

CuuDuongThanCong.com

/>

5

ng

.c
om

 Xét mơ hình khi có thêm tín hiệu nhỏ:

ng

th

an

co

 Hàm truyền giữa điện áp ra và hệ số điều chế:

cu

u

du
o

 Hàm truyền giữa điện áp ra và dòng điện qua cuộn cảm:

CuuDuongThanCong.com

/>

• fRPH = 6.79 Khz

fesr = 15.9 Khz

fp

= 412,6 Hz

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

=> Đồ thị bode giữa điện áp ra và dòng qua cuộn cảm:

CuuDuongThanCong.com

/>
6


7

 Điều kiện ràng buộc tần số cắt fc:

 Tần số cắt nên nhỏ hơn 1/10 lần tần số phát xung fs = 100Khz

ng

 Fc = 1.3 Khz

.c
om

 Tần số cắt nhỏ hơn 1/5 lần tần số fRPH = 6.79Khz

an

co

Biên độ và pha hệ thống tại tần số cắt:
= 0,5298

phase1 = 281,5o (-78,5o)

du
o

ng

th

[mag1,phase1]= bode(Gvi,2*pi*fc) 

mag1

cu

u

Thiết kế bộ bù để hệ thống có tần số cắt fc = 1.3Khz

và độ dự trữ pha PM = 45o

CuuDuongThanCong.com

/>

3. Thiết kế bộ điều khiển

8

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

Nguyên lý điều khiển theo dịng điện đỉnh (Peak Current Control)

u

• Gồm 1 vịng bộ điều khiển điện áp.

cu

• Đầu ra của bộ điều khiển là giá trị dịng điện đặt cho khâu so sánh.
• Giá trị dòng điện đo về được so sánh với dịng điện đặt, đưa ra tín
hiệu vào SR Flip-Flop để phát xung cho bộ đối tượng.
CuuDuongThanCong.com

/>

9

 Lựa chọn bộ bù loại II
 Triệt tiêu sai lệch tĩnh

.c
om

 Cải thiện độ dự trữ pha
 Mở rộng dải băng thông

co

ng

 Tần số điểm 0 và điểm cực

cu

u

du
o

ng

th

an

θ : độ dự trữ pha của bộ bù
θ = (-90o) + PM – phase1
= (-90o) + 45o – (-78,5o)
= 27,4o
• fz = 697,7 Hz
• fp = 2.42 Khz
• Gco = 8,27e03
CuuDuongThanCong.com

/>

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

 Hàm truyền hệ thống khi có thêm bộ bù: bode(Gvi*Gc)

CuuDuongThanCong.com

/>
10


3. Mô phỏng

11

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

 Sơ đồ điều khiển trên matlab - simulink

CuuDuongThanCong.com

/>

 Kết quả mô phỏng ( Vo = 15V)

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

12

CuuDuongThanCong.com

/>

 Độ đập mạch

1.2%

20%

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

13

CuuDuongThanCong.com

/>

 Thay đổi giá trị đặt (Vo: 15v -> 18V -> 9V)

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

14

CuuDuongThanCong.com

/>

 Tải thay đổi (R1//R, R1=6Ω)

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

15

CuuDuongThanCong.com

/>

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

 Nguồn dao động (8%,100Hz), tải thay đổi, giá trị đặt thay đổi 16

CuuDuongThanCong.com

/>

17

.c
om

Kết luận
 Hệ thống thiết kế đảm bảo yêu cầu chất lượng:

ng

 Độ đập mạch điện áp trên tụ : 1 – 2 %

an

co

 Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm: 20 – 30 %

cu

u

du
o

ng

th

 Thời gian đáp ứng khá nhanh: 0.5 – 1 ms

CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om
ng
co
an
th
ng
du
o
u
cu
CuuDuongThanCong.com

/>