Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.

191 1 0
Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng ba pha LLC trong hệ thống nguồn cho thiết bị viễn thông.BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hoàng Trung Thông NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG BA PHA LLC TRONG HỆ THỐNG NGUỒN CHO THIẾT BỊ VIỄN THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHI.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hồng Trung Thơng NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG BA PHA LLC TRONG HỆ THỐNG NGUỒN CHO THIẾT BỊ VIỄN THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hồng Trung Thơng NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG BA PHA LLC TRONG HỆ THỐNG NGUỒN CHO THIẾT BỊ VIỄN THÔNG Ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 9520216 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Kiên Trung PGS.TS Nguyễn Tùng Lâm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân thời gian làm nghiên cứu sinh Các kết trình bày luận án trung thực chưa tác giả khác cơng bố Các thơng tin trích dẫn luận án ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày Người hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Kiên Trung PGS.TS Nguyễn Tùng Lâm tháng năm 2023 Tác giả luận án Hồng Trung Thơng iii Lời cảm ơn Đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Kiên Trung, PGS.TS Nguyễn Tùng Lâm, PGS.TS Trần Trọng Minh dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn, định hướng, tạo động lực, hỗ trợ tơi để hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn tới ban lãnh đạo Khoa Điện – Điên tử, Trường Đại học Thủy Lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình tơi làm nghiên cứu sinh Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy cô Khoa Tự động hóa, Trường ĐiệnĐiện tử, Phịng Đào tạo - Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ mặt chuyên môn, sở vật chất, thủ tục q trình học tập, hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thành viên nhóm “DC/DC” Apes Lab, bạn bè đồng nghiệp hỗ trợ, quan tâm giúp đỡ, động viên thời gian làm nghiên cứu sinh Cuối cùng, tơi xin gửi tình cảm yêu quý đến thành viên gia đình động viên, hỗ trợ mặt để tơi hồn thành luận án Hà Nội, tháng năm 2023 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT VI DANH MỤC CÁC BẢNG IX DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ X MỞ ĐẦU XVI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NGUỒN VIỄN THÔNG .1 1.1 Hệ thống nguồn cấp điện phân tán 1.2 Nhu cầu sử dụng điện hiệu lĩnh vực thông tin .3 1.3 Đặc tính hệ thống nguồn hiệu cao 1.3.1 Mật độ công suất cao 1.3.2 Hiệu suất cao toàn dải tải 1.3.3 Thời gian trung bình lần hỏng hóc (MTBF) 1.4 Tình hình nghiên cứu nguồn cho trung tâm liệu 1.4.1 Nâng cao mật độ công suất với cấu trúc cộng hưởng nhiều pha 11 1.4.2 Tắt pha nâng cao hiệu suất toàn dải tải: 13 1.5 Mục tiêu nghiên cứu nguồn DC/DC hiệu cao 14 1.6 Đề xuất phương hướng thực nghiên cứu 14 1.7 Kết luận chương 15 CHƯƠNG BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG BA PHA LLC 16 2.1 Tổng quan biến đổi cộng hưởng 16 2.2 Các cấu trúc biến đổi cộng hưởng 18 2.3 Bộ biến đổi cộng hưởng LLC nửa cầu pha 21 2.4 Tính tốn thiết kế biến đổi LLC pha 24 2.5 Thiết kế biến đổi cộng hưởng pha xen kênh LLC 31 2.5.1 Cấu trúc pha LLC 31 2.5.2 Tính tốn phần tử mạch cộng hưởng ba pha LLC tần số cao 32 2.6 Mô thực nghiệm 33 2.6.1 Mô biến đổi pha 33 2.6.2 Thực nghiệm biến đổi pha 36 2.7 Phân tích tổn hao mạch ba pha cộng hưởng LLC 38 2.7.1 Xây dựng mơ hình tính tốn tổn hao 38 2.7.2 Tổn hao MOSFET: 41 2.7.3 Tổn hao cuộn cảm cộng hưởng máy biến áp: 42 2.7.4 Tổn hao diode chỉnh lưu: 43 2.7.5 Tổn hao tụ lọc đầu ra: 43 2.8 Kết mơ tính tốn tổn hao mạch ba pha LLC 43 2.9 Kết luận chương 48 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN MẠCH CỘNG HƯỞNG BA PHA XEN KÊNH LLC 49 3.1 Đặt vấn đề 49 3.2 Cân biến đổi cộng hưởng nhiều pha 51 3.3 Thiết kế điều khiển mạch ba pha xen kênh LLC 56 3.3.1 Đề xuất cấu trúc điều khiển 56 3.3.2 Mơ hình hóa biến đổi cộng hưởng LLC 57 3.4 Thiết kế điều khiển điện áp 64 3.5 Thiết kế điều khiển cân dòng ba pha 67 3.6 Mô thực nghiệm 74 3.7 Kết luận chương 83 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO HIỆU SUẤT HỆ THỐNG TRONG TOÀN DẢI TẢI 85 4.1 Vấn đề nâng cao hiệu suất toàn dải 85 4.2 Thiết kế giải pháp tắt pha cho mạch cộng hưởng ba pha xen kênh 87 4.3 Thiết kế điều khiển thích nghi tắt pha cho biến đổi LLC ba pha 93 4.4 Luật MIT 95 4.5 Thiết kế điều khiển thích nghi theo MRAC sử dụng luật MIT 95 4.6 Kết mô thực nghiệm 101 4.7 Kết luận chương 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 Các đóng góp luận án 112 Những hạn chế luận án nghiên cứu tương lai 112 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 PHỤ LỤC 122 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều BBĐ Power Converter Bộ biến đổi BĐK Controller Bộ điều khiển DC Direct Current Dòng điện chiều EMI Electromagnetic Interference Nhiễu điện từ FHA First Harmonic Approximation Xấp xỉ sóng hài bậc Half Bridge Resonant Converter LLC Information and Commnunication Technology Bộ biến đổi nửa cầu cộng hưởng LLC Kỹ thuật thông tin truyền thông IST Identification System Tool Công cụ nhận dạng hệ thống MBA Transformer Máy biến áp MRAC Model Reference Adaptive Control Điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu PFC Power Factor Corection Hiệu chỉnh hệ số công suất PRC Parallel Resonant Converter Cấu trúc cộng hưởng song song RMS Root Mean Square Giá trị hiệu dụng SPRC Series Parallel Resonant Converter Cấu trúc cộng hưởng nối tiếp song song SRC Series Resonant Converter Cấu trúc cộng hưởng nối tiếp TCB Trigonometric Current Balancing Cân dòng lượng giác ZCS Zero Current Switching Chuyển mạch dịng điện khơng ZVS Zero Voltage Switching Chuyển mạch điện áp không HB LLC ICT CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Mô tả Lr Điện cảm cộng hưởng Lm Điện cảm từ hóa máy biến áp Ipi Dòng điện pha i α, β, γ Góc lệch pha véc tơ dịng điện cộng hưởng ω0 Tần số góc cộng hưởng ��� Tần số chuyển mạch �0 Tần số cộng hưởng Cr Tụ cộng hưởng CO Tụ lọc đầu Qr Hệ số chất lượng mạch cộng hưởng Mg Hệ số khuyếch đại điện áp Uab Điện áp đầu mạch nghịch lưu Vout Điện áp đầu Vin Điện áp đầu vào Iri Dòng điện cộng hưởng pha i Rac Trở kháng phía thứ cấp quy đổi phía sơ cấp biến áp Pout Công suất đầu rpri, Điện trở dây quấn phía sơ cấp rsec Điện trở dây quấn phía thứ cấp rc Điện trở tương đương tụ lọc đầu tdead Thời gian chết Tsw Chu kỳ chuyển mạch θ Độ lệch pha so với điện áp đầu vào Zin Trở kháng đầu vào mạng cộng hưởng λ Tỷ số điện cảm fn Tần số chuẩn hóa n Hệ số máy biến áp Pconpritran Tổn hao dẫn phía sơ cấp máy biến áp Pcon sec tran Tổn hao dẫn phía thứ cấp máy biến áp Bacres Mật độ từ thông lõi cuộn cảm cộng hưởng Bactran Mật độ từ thông lõi máy biến áp Pcorelossres3 Tổn hao lõi cuộn cảm cộng hưởng Pcorelosstran3 Tổn hao lõi máy biến áp Pdiode Tổn hao diode PCo Tổn hao tụ lọc đầu rDon Điện trở dẫn diode chỉnh lưu VF Điện áp ngưỡng mở diode chỉnh lưu rDon Điện trở dẫn diode chỉnh lưu fr Tần số cộng hưởng thấp ton Thời gian mở van bán dẫn toff Thời gian khóa van bán dẫn Pswmos Tổn hao chuyển mạch van ban dẫn Pgmos Tổn hao cực cổng van ban dẫn J Hàm tiêu chất lượng e Sai lệch đối tượng mơ hình mẫu γ Hệ số thích nghi θ Vectơ điều khiển thông số ym Đầu mơ hình mẫu ipp Dịng điện sơ cấp máy biến áp isp Dịng điện thứ cấp máy biến áp Mơ hình mẫu thực nghiệm ba pha nửa cầu cộng hưởng LLC phù hợp tiêu chuẩn viễn thông xây dựng để kiểm nghiệm tính đắn nghiên cứu Các kết nghiên cứu công bố tạp chí hội thảo ngồi nước Qua kết nghiên cứu, ta kết luận BBĐ cộng hưởng LLC ba pha giải pháp tốt, giúp nâng cao hiệu suất mật đô công suất cho nguồn viễn thông  Phân tích tổn hao đánh giá ảnh hưởng yếu tố cân pha biến đổi DC/DC ba pha nửa cầu cộng hưởng LLC  Đề xuất phương pháp điều khiển ổn định điện áp cân dòng pha, giảm đập mạch dịng đầu kích thước tụ lọc  Đề xuất phương pháp điều khiển tắt pha hiệu giúp nâng cao đặc tính hiệu suất tồn dải tải Cải thiện đáp ứng hệ thống có thay đổi tải cấu trúc tắt pha  Nghiên cứu thiết kế mơ hình thực nghiệm mạch ba pha nửa cầu cộng hưởng LLC hoạt động tần số cao phù hợp tiêu chuẩn viễn thông  Việc mơ hình hóa mạch ba pha xen kênh nối với sai lệch phần tử cộng hưởng pha chưa thực hiện, nên phương pháp điều khiển nâng cao chưa thực được, thách thức cho hướng nghiên cứu tương lai  Do hạn chế công nghệ, biến áp sử dụng riêng rẽ nên chưa tận dụng hết ưu điểm BBĐ LLC pha Trong tương lai việc sử dụng biến áp pha hướng nghiên cứu Danh mục cơng trình cơng bố luận án Thong.T Hoang, Nguyen Kien Trung, "Unbalanced Three-Phase Interleaved LLC Resonant Converter: Current Phase Angle Balancing Technique," International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS), a Scopus/ScimagoJR: Q2 on Electrical and Electronic Engineering, 2021 Thong.T Hoang, Nguyen Kien Trung, “Three-Phase interleaving LLC Resonant Converters: Technique to Reduce Unbalanced Resonant Currents,” Sixth International Conference on Research in Intelligent and Computing in Engineering, RICE-2021 Nguyen Kien Trung, Hoang Trung Thong, Pham Viet Phương, “Thiết kế điều khiển cho biến đổi cộng hưởng LLC pha: tắt pha MRAC,” Chuyên san Đo lường, Điều khiển Tự động hóa (Tạp chí tự động hóa ngày nay), Vol.3 No.2 (11/2022) Thong T Hoang, Nguyen Kien Trung , “Bộ biến đổi cộng hưởng LLC: Thuật tốn điều khiển thích nghi (MRAC-PI) cải thiện đáp ứng hệ thống nâng cao hiệu suất cấu trúc nhiều pha, tắt pha”; Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ Điều khiển tự động hóa (VCCA 2021), tháng 12 năm 2021 Thong T Hoang , Nguyen Kien Trung, “Bộ biến đổi cộng hưởng LLC xen kẽ ba pha khơng cân với kỹ thuật dịng điện cân lượng giác TCB nâng cao hiêu suất biến đổi,” Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ Điều khiển tự động hóa (VCCA 2019), tháng năm 2019 Hồng Trung Thơng , “Thuật tốn điều khiển thích nghi MRAC-PI cải thiện đáp ứng biến đổi pha”, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022, Đại học Thủy Lợi, mục 93, trang 283 – 286 Hồng Trung Thơng, ““Bộ biến đổi cộng hưởng LLC ba pha xen kẽ với kỹ thuật cân dòng lượng giác TCB,”, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021, Đại học Thủy Lợi, mục 95, trang 291 – 294 Hoàng Trung Thông, Nguyễn Phú Sơn, ‘Bộ biến đổi cầu không đối xứng với hai cuộn cảm lối vào’, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019, Đại học Thủy Lợi, mục 181, trang 567 – 570 Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] S Gogoi, “A Review of the Power Distribution System in the Telecommunications Sector,” Int J Adv Sci Res Eng., vol 4, no 5, pp 143– 153, 2018, doi: 10.31695/ijasre.2018.32713 W M Salama and M H Aly, “Sustainable Energy in Telecommunications and IT Industries: Principles and Solutions,” IOP Conf Ser Mater Sci Eng., vol 1051, no 1, p 012025, 2021, doi: 10.1088/1757-899x/1051/1/012025 C Reads, “Power Supply Technology - Past , Present , and Future,” C S E E Profil,e no August, 2014 O H A Shirazi, O Onar, and A Khaligh, “A novel telecom power system,” INTELEC, Int Telecommun Energy Conf., 2008, doi: 10.1109/INTLEC.2008.4664125 R V White, “Emerging on-board power architectures,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 2, no C, pp 799–804, 2003, doi: 10.1109/apec.2003.1179308 E Rodríguez et al., “Energy Saving Drives New Approaches to Telecommunications Power System,” Intech, vol 32, no tourism, pp 137– 144, 1989, [Online] Available: https://www.intechopen.com/books/advancedbiometric-technologies/liveness-detection-in-biometrics Y R Savitri and U Lasminto, “Drainage network optimization for inundation mitigation case study of ITS Surabaya,” AIP Conf Proc., vol 1855, no Vm, pp 1–12, 2017, doi: 10.1063/1.4985520 V A Prabhala, B P Baddipadiga, P Fajri, and M Ferdowsi, “An overview of direct current distribution system architectures & benefits,” Energies, vol 11, no 9, 2018, doi: 10.3390/en11092463 Wolfspeed, “Finding the Right Technology to Solve the Datacenter Power Challenge,” Wolfspeed.com, 2022 https://www.wolfspeed.com/knowledgecenter/article/finding-the-right-technology-to-solve-the-datacenter-powerchallenge/ A Andrae and T Edler, “On Global Electricity Usage of Communication Technology: Trends to 2030,” Challenges, vol 6, no 1, pp 117–157, 2015, doi: 10.3390/challe6010117 S Lambert, W Van Heddeghem, W Vereecken, B Lannoo, D Colle, and M Pickavet, “Worldwide electricity consumption of communication networks,” Opt Express, vol 20, no 26, p B513, 2012, doi: 10.1364/oe.20.00b513 W Vereecken et al., “Power consumption in telecommunication networks: overview and reduction strategies,” IEEE Commun Mag., vol 49, no 6, pp 62–69, 2011, [Online] Available: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5783986&url=http://ie eexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5783986 R Miftakhutdinov, “Power saving solutions in DC/DC converter for data and telecommunication power system,” Proc Int Conf Power Electron Drive Syst., pp 591–596, 2009, doi: 10.1109/PEDS.2009.5385883 B B MAMMANO, “Improving Power Supply Efficiency – The Global [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] Perspective,” SEM1700 – 2006-2007 - Power Supply Des Semin - Texas Instruments inc, 2006 P Commitments et al., “ENERGY STAR ® Program Requirements for Computer Servers FINAL DRAFT,” Computer (Long Beach Calif)., pp 1– 22 A Francesco and D Domenico, “3 kW dual-phase LLC demo board,” , Infineon Technologies Application note, AN_201703_PL52_017, pp 1–57, 2017 C Lange, D Kosiankowski, R Weidmann, and A Gladisch, “Energy consumption of telecommunication networks and related improvement options,” IEEE J Sel Top Quantum Electron., vol 17, no 2, pp 285–295, 2011, doi: 10.1109/JSTQE.2010.2053522 K Nagasawa and M Nomoto, “Power Systems and Energy Solutions Business Strategy Power Systems and Energy Solutions Business Strategy,” 2015 C E Mullett, “A 5-year power technology roadmap,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 1, no C, pp 11–17, 2004, doi: 10.1109/apec.2004.1295781 J W Kolar, J Biela, S Waffler, T Friedli, and U Badstuebner, “Performance trends and limitations of power electronic systems,” 2010 6th Int Conf Integr Power Electron Syst CIPS 2010, 2011 J D Van Wyk and F C Lee, “On a future for power electronics,” IEEE J Emerg Sel Top Power Electron., vol 1, no 2, pp 59–72, 2013, doi: 10.1109/JESTPE.2013.2271499 P Une, V U E D Ensemble, D E S A Conception, C Denis, J Dave, and C J Tuck, “CHAPMAN Denis, JAMES Dave, TUCK C.J SWICHTEC POWER SYSTEMS.” L D’Errico, A Lidozzi, G Lo Calzo, A Romanelli, and L Solero, “Multilevel configurations for three-phase AC-DC 48V power supply,” IEEE Int Symp Ind Electron., pp 945–950, 2010, doi: 10.1109/ISIE.2010.5637091 B Drive, “Resonant rectifier,” pp 1–5 F Alecks, M Ford, and M Tuffs, “Design of an advanced high power density 1U intelligent rectifier,” INTELEC, Int Telecommun Energy Conf., pp 17– 23, 2000, doi: 10.1109/intlec.2000.884220 M Shintaku, T Masuda, K Yano, Y Honma, and J Kato, “PWM Converter Power Density Barriers,” IEEE Int Symp Electromagn Compat., vol 2014Decem, pp 394–397, 2014 M E Jacobs et al., “An improved high-efficiency rectifier for telecom applications,” pp 530–535, 1996 P S Prakash, R Kalpana, B Singh, and G Bhuvaneswari, “High-efficiency improved 12kW switched mode telecom rectifier,” 2015 IEEE Int WIE Conf Electr Comput Eng WIECON-ECE 2015, pp 382–386, 2016, doi: 10.1109/WIECON-ECE.2015.7443945 L J Bloom, “Past, present and future dynamics within the power supply industry,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 1, pp 278–283, 1998, doi: 10.1109/apec.1998.647704 ENERGY STAR, “ENERGY STAR ® Program Requirements for Computers [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] Partner Commitments,” p 35, 2014, [Online] Available: https://www.energystar.gov/sites/default/files/specs//Version Computers Final Program Requirements.pdf I F Kovačević, U Drofenik, and J W Kolar, “New physical model for lifetime estimation of power modules,” 2010 Int Power Electron Conf ECCE Asia -, IPEC 2010, pp 2106–2114, 2010, doi: 10.1109/IPEC.2010.5543755 J Baek, “Design and Fabrication of an Isolated Two-Stage AC – DC Power Industrial Applications,” 2022 Q Wang, F Cai and Z Miao, "A Bridgeless Dual Boost PFC Converter with Power Decoupling Based on Model Predictive Current Control," 2019 4th International Conference on Intelligent Green Building and Smart Grid (IGBSG), Hubei, China, 2019, pp 397-400, doi: 10.1109/IGBSG.2019.8886308 M Kasper, D Bortis, J W Kolar, and G Deboy, “Hyper-efficient (98%) and super-compact (3.3kW/dm3) isolated AC/DC telecom power supply module based on multi-cell converter approach,” 2014 IEEE Energy Convers Congr Expo ECCE 2014, pp 150–157, 2014, doi: 10.1109/ECCE.2014.6953388 T Mokhena, M Mochane, M Tshwafo, L Linganiso, O Thekisoe, and S Songca, “Resonant Power Converters,” Intech, pp 225–240, 2016, [Online] Available: https://www.intechopen.com/books/advanced-biometrictechnologies/liveness-detection-in-biometrics Advanced Energy, “500 WATT LOW-PROFILE AC/DC POWER CONVERSION, AIF-500,” Adv Energy, 2022 P Electronics, “Industry Challenges 2020-2035+,” Adv Propuls Cent UK, 2021 Telcordia Organization, “Generic Requirements for a -48 Volt Telecommunications Switchmode Rectifier / Power Supply Content s Contents,” no 1, pp 3–9, 1996 B R Nowakowski, P Management, and P Marketing, “Challenges of designing high-frequency , high-input-voltage DC / DC converters,” Analog Appl J., vol 2, pp 28–31, 2011 E Current et al., “Two-Phase Interleaved LLC Resonant Converter Design With C2000 TM Microcontrollers,” no January, pp 1–59, 2017 H Figge, T Grote, N Froehleke, J Boecker, and P Ide, “Paralleling of LLC resonant converters using frequency controlled current balancing,” PESC Rec IEEE Annu Power Electron Spec Conf., pp 1080–1085, 2008, doi: 10.1109/PESC.2008.4592073 L M Wu and P S Chen, “Interleaved three-level LLC resonant converter with fixed-frequency PWM control,” INTELEC, Int Telecommun Energy Conf., vol 2014-Janua, no January, 2014, doi: 10.1109/intlec.2014.6972209 S A Arshadi, M Ordonez, W Eberle, M A Saket, M Craciun, and C Botting, “Unbalanced Three-Phase LLC Resonant Converters: Analysis and Trigonometric Current Balancing,” IEEE Trans Power Electron., vol 34, no 3, pp 2025–2038, 2019, doi: 10.1109/TPEL.2018.2846526 W Feng, F C Lee, and P Mattavelli, “Optimal trajectory control of burst [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] mode for LLC resonant converter,” IEEE Trans Power Electron., vol 28, no 1, pp 457–466, 2013, doi: 10.1109/TPEL.2012.2200110 W Feng, F C Lee, P Mattavelli, D Huang, and C Prasantanakorn, “LLC resonant converter burst mode control with constant burst time and optimal switching pattern,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo APEC, pp 6–12, 2011, doi: 10.1109/APEC.2011.5744568 B Wang, X Xiaoni, S Wu, H Wu, and J Ying, “Analysis and implementation of LLC burst mode for light load efficiency improvement,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, pp 58–64, 2009, doi: 10.1109/APEC.2009.4802633 M.-S Kim, “Advanced burst mode control to reduce the standby power of flyback converter,” Engineering, vol 05, no 01, pp 137–141, 2013, doi: 10.4236/eng.2013.51b025 Y Yao, G S Kulothungan, and H S Krishnamoorthy, “Improved Circuit Design and Adaptive Burst Mode Control in PSFB Converters for Higher Efficiency Over a Wide Power Range,” IEEE Access, vol 10, pp 9152–9163, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3144024 Ting Yeh, DC-DC Converters with a Wide Load Range and a Wide InputVoltage Range 2015 E Orietti, P Mattavelli, G Spiazzi, C Adragna, and G Gattavari, “Analysis of multi-phase LLC resonant converters,” 2009 Brazilian Power Electron Conf COBEP2009, pp 464–471, 2009, doi: 10.1109/COBEP.2009.5347673 S A Arshadi, M Ordonez, W Eberle, M Craciun, and C Botting, “ThreePhase LLC Battery Charger: Wide Regulation and Improved Light-Load Operation,” IEEE Trans Power Electron., vol 36, no 2, pp 1519–1531, 2021, doi: 10.1109/TPEL.2020.3006422 Y Chen, J Xu, J Cao, L Lin, and H Ma, “PWM-PFM hybrid controlled LCC resonant converter with wide ZVS range and narrow switching frequency variation,” Electron Lett., vol 53, no 17, pp 1218–1220, 2017, doi: 10.1049/el.2017.2248 Trần Trọng Minh, "Điện tử công suất", Nhà xuất Giáo dục Việt nam, 2011 Daocheng Huang, “Investigation of Topology and Integration for MultiElement Resonant Converters,” PhD, pp 1–71, 2013 B Yang, “Topology investigation for front end DC /DC power conversion for distributed power system,” ProQuest Diss Theses, p 332, 2003, [Online] Available: https://proxying.lib.ncsu.edu/index.php/login? url=https://www.proquest.com/ dissertations-theses/topology-investigationfront-end-dc- power/docview/305300566/se- 2? accountid=12725%0Ahttp://js8lb8ft5y.search.serialssolutions.com/directLi nk?&atitle=Topology+in A Pawellek, C Oeder, J Stahl, and T Duerbaum, “The resonant LLC vs LCC converter - Comparing two optimized prototypes,” IEEE Energy Convers Congr Expo Energy Convers Innov a Clean Energy Futur ECCE 2011, Proc., pp 2229–2235, 2011, doi: 10.1109/ECCE.2011.6064064 O Abdel-Rahim, N Alamir, M Orabi, and M Ismeil, “Fixed-frequency phase- [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] shift modulated PV-MPPT for LLC resonant converters,” J Power Electron., vol 20, no 1, pp 279–291, 2020, doi: 10.1007/s43236-019-00001-w A Kansal, “A Review on LLC Half Bridge Resonant Converter,” IJRECE VOL ISSUE APR.-JUNE, vol 9028, pp 1810–1813, 2018 S De Simone, “AN2450 Application note LLC resonant half-bridge converter design guideline Silvio,” no March, p 35, 2014 J Jung, Advances in High-Efficiency LLC Resonant Converters 2020 D Graovac, M Pürschel, and K Andreas, “MOSFET Power Losses Calculation Using the Data- Sheet Parameters,” Infineon Technol AG, no July, pp 1–23, 2006, [Online] Available: http://applicationnotes.digchip.com/070/70-41484.pdf C W T McLyman, Transformer and Inductor Design Handbook 2004 V C Ce, F Di, D Ifat, P M M Aps, and S E Sl, “500 V CoolMOS TM CE 500,” Infineon Technol AG, pp 1–20, 2016 E Orietti, P Mattavelli, G Spiazzi, C Adragna, and G Gattavari, “Current sharing in three-phase LLC interleaved resonant converter,” 2009 IEEE Energy Convers Congr Expo ECCE 2009, no May 2014, pp 1145–1152, 2009, doi: 10.1109/ECCE.2009.5316510 M Noah, J Imaoka, Y Ishikura, K Umetani, and M Yamamoto, “Review of Current Balance Mechanism in Multiphase LLC Resonant Converters,” IEEE Int Symp Ind Electron., vol 2018-June, pp 1030–1036, 2018, doi: 10.1109/ISIE.2018.8433827 Y Chen, “Latest Advances of LLC Converters in High Current, Fast Dynamic Response, and Wide Voltage Range Applications,” CPSS Trans Power Electron Appl., vol 2, no 1, pp 59–67, 2017, doi: 10.24295/cpsstpea.2017.00007 X Zhang, D Zhou, X Liu, Y Wang, D Xu, and H Tian, “Analysis on Two Structures of Interleaved LLC Converter,” Proc - 2018 IEEE Int Power Electron Appl Conf Expo PEAC 2018, pp 1–5, 2018, doi: 10.1109/PEAC.2018.8590527 Y Panov, J Rajagopalan, and F C Lee, “Analysis and design of N paralleled DC-DC converters with master-slave current-sharing control,” Conf Proc IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 1, pp 436–442, 1997, doi: 10.1109/apec.1997.581489 M Almardy and A K S Bhat, “Three‐phase fixed‐frequency interleaved (LC)(L)‐type series‐resonant converter with a capacitive output filter,” J Eng., vol 2019, no 17, pp 4178–4184, 2019, doi: 10.1049/joe.2018.8073 W Gu, W Qiu, W Wu, and I Batarseh, “A multiphase DC/DC converter with hysteretic voltage control and current sharing,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 2, no c, pp 670–674, 2002, doi: 10.1109/apec.2002.989317 E Orietti, P Mattavelli, G Spiazzi, C Adragna, and G Gattavari, “Twophase interleaved LLC resonant converter with current-controlled inductor,” 2009 Brazilian Power Electron Conf COBEP2009, pp 298–304, 2009, doi: 10.1109/COBEP.2009.5347671 K I Hwu and Y H Chen, “Applying differential-mode transformer to current [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] sharing with current ripple considered,” IEEE Trans Ind Electron., vol 58, no 7, pp 2755–2771, 2011, doi: 10.1109/TIE.2010.2080650 J Luo, J Wang, Z Fang, J Shao, and J Li, “Optimal design of a high efficiency LLC resonant converter with a narrow frequency range for voltage regulation,” Energies, vol 11, no 5, 2018, doi: 10.3390/en11051124 H Figge, T Grote, F Schafmeister, N Frohleke, and J Bocker, “Two-phase interleaving configuration of the LLC resonant converter - Analysis and experimental evaluation,” IECON Proc (Industrial Electron Conf., pp 1392– 1397, 2013, doi: 10.1109/IECON.2013.6699336 J Y Lin, K H Chen, P H Liu, H Y Yueh, and Y F Lin, “Current sharing control of an interleaved three-phase series-resonant converter with phase shift modulation,” Energies, vol 14, no 9, 2021, doi: 10.3390/en14092470 T Jin and K Smedley, “Multiphase LLC series resonant converter for microprocessor voltage regulation,” Conf Rec - IAS Annu Meet (IEEE Ind Appl Soc., vol 5, no c, pp 2136–2143, 2006, doi: 10.1109/IAS.2006.256838 Y S Lai and M H Yu, “Online autotuning technique of switching frequency for resonant converter considering resonant components tolerance and variation,” IEEE J Emerg Sel Top Power Electron., vol 6, no 4, pp 2315– 2324, 2018, doi: 10.1109/JESTPE.2018.2828119 P Korta, K L Varaha Iyer, G Schlager, and N C Kar, “Solutions for Current Balancing in Multi-phase LLC Resonant Converters for Electric Vehicles Considering Scalability, Interleaving, and Phase Shedding Capabilities,” 2019 IEEE Transp Electrif Conf ITEC-India 2019, pp 1–6, 2019, doi: 10.1109/ITEC-India48457.2019.ITECIndia2019-271 H Wang, Y Chen, Y F Liu, and S Liu, “Automatic current-sharing method for multi-phase LLC resonant converter,” 2016 IEEE 8th Int Power Electron Motion Control Conf IPEMC-ECCE Asia 2016, pp 3198–3205, 2016, doi: 10.1109/IPEMC.2016.7512807 W Mo, X Yue, K Li, X Chen, and H Wang, “A Two-phase Threedimension Common Capacitor LLC Resonant Converter,” 2019 IEEE Energy Convers Congr Expo ECCE 2019, vol 1, pp 2725–2730, 2019, doi: 10.1109/ECCE.2019.8912734 Z Hu, Y Qiu, L Wang, and Y F Liu, “An interleaved LLC resonant converter operating at constant switching frequency,” IEEE Trans Power Electron., vol 29, no 6, pp 2931–2943, 2014, doi: 10.1109/TPEL.2013.2273939 H Wang, Y Chen, Y F Liu, J Afsharian, and Z A Yang, “A common inductor multi-phase LLC resonant converter,” 2015 IEEE Energy Convers Congr Expo ECCE 2015, no September 2015, pp 548–555, 2015, doi: 10.1109/ECCE.2015.7309737 A K S Bhat, S Member, and R L Zheng, “A Three-phase Series-Parallel Resonant and Experimental Results,” IEEE Trans Ind Appl., vol 32, no 4, 1996 S A Arshadi, M Ordonez, M Mohammadi, and W Eberle, “Efficiency improvement of three-phase LLC resonant converter using phase shedding,” 2017 IEEE Energy Convers Congr Expo ECCE 2017, vol 2017-Janua, pp 3771–3775, 2017, doi: 10.1109/ECCE.2017.8096666 [85] N D Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2009 [86] C Yoon, J Kim, and S Choi, “Multiphase DC-DC converters using a boosthalf-bridge cell for high-voltage and high-power applications,” IEEE Trans Power Electron., vol 26, no 2, pp 381–388, 2011, doi: 10.1109/TPEL.2010.2060498 [87] J Liu, “Investigation of Multiphase Power Converter using Integrated Coupled Inductor Regarding Electric Vehicle Application,” 2015 [88] H P Park and J H Jung, “PWM and PFM Hybrid Control Method for LLC Resonant Converters in High Switching Frequency Operation,” IEEE Trans Ind Electron., vol 64, no 1, pp 253–263, 2017, doi: 10.1109/TIE.2016.2599138 [89] S Tian, “Equivalent Circuit Model of High Frequency Pulse-WidthModulation ( PWM ) and Resonant Converters,” p 266, 2015, [Online] Available: https://www.cpes.vt.edu/library/download/27591 [90] E Orietti et al., “Analysis of multi-phase LLC resonant converters,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, vol 2015-May, no 3, pp 464–471, 2009, doi: 10.1109/COBEP.2009.5347673 [91] K Drazenovic, N Cobanov, M Puskaric, and V Sunde, “Analysis of Resonant Component Tolerances Influence on the Current Imbalance of a Multiphase Interleaved Resonant Converter,” Proc - 2021 IEEE 19th Int Power Electron Motion Control Conf PEMC 2021, pp 75–82, 2021, doi: 10.1109/PEMC48073.2021.9432514 [92] S Liu, Y Zhao, M Zhao, H Zhang, and X Wu, “A burst-mode based boost converter harvesting photovoltaic energy for low power applications,” Midwest Symp Circuits Syst., pp 49–52, 2014, doi: 10.1109/MWSCAS.2014.6908349 [93] L Shi, B Liu, and S Duan, “Burst Mode and Phase Shift Hybrid Control Method of LLC Converters for Wide Output Range Applications,” no 1, p [94] S Geng, Y Zhao, S Sun, X Wu, Y Zheng, and J Liu, “Sliding mode control of LLC resonant DC-DC converters,” IEEE Int Symp Ind Electron., vol 2016-Novem, pp 1034–1037, 2016, doi: 10.1109/ISIE.2016.7745034 [95] A Barkley, R Dougal, and E Santi, “Adaptive control of power converters using digital network analyzer techniques,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo - APEC, pp 1824–1832, 2011, doi: 10.1109/APEC.2011.5744844 [96] N Cherena, A Feyo, and A R Thelkar, “Variable Structure Adaptive Control of LLC Resonant converter,” J Altern Renew Energy Sources, vol 7, no 1, pp 7–28, 2021, doi: 10.46610/joares.2021.v07i01.002 [97] A Shekhar and A Sharma, “Review of Model Reference Adaptive Control,” 2018 Int Conf Information, Commun Eng Technol ICICET 2018, pp 1–5, 2018, doi: 10.1109/ICICET.2018.8533713 [98] S J Su, Y Y Zhu, H R Wang, and C Yun, “A method to construct a reference model for model reference adaptive control,” Adv Mech Eng., vol 11, no 11, pp 1–9, 2019, doi: 10.1177/1687814019890455 [99] M Yasser, A Trisanto, J Lu, H Sekiya, and T Yahagi, “Adaptive sliding mode control using simple adaptive control for SISO nonlinear systems,” Proc - IEEE Int Symp Circuits Syst., no 1, pp 2153–2156, 2006, doi: 10.1109/iscas.2006.1693044 [100] P Jain and N M.J, “Design of a Model Reference Adaptive Controller Using Modified MIT Rule for a Second Order System,” Adv Electron Electr Eng., vol 3, no 4, pp 477–484, 2013 [101] S Pankaj and J S Kumar, “Comparative Analysis of MIT Rule and Lyapunov Rule in Model Reference Adaptive Control Scheme,” Innov Syst Des Eng., vol 2, no 4, pp 154–163, 2011 [102] J Stellet, “Analysis and Performance Evaluation of Model Reference Adaptive Control.” [103] W S Black, P Haghi, and K B Ariyur, “Adaptive systems: History, techniques, problems, and perspectives,” Systems, vol 2, no 4, pp 606–660, 2014, doi: 10.3390/systems2040606 [104] C Adrian, A Corneliu, B Mircea, and G C Street, “The simulation of the adaptive systems using the MIT rule,” 10th WSEAS Int Conf Math METHODS Comput Tech Electr Eng., pp 301–305, 2008 [105] J T Su and C W Liu, “A novel phase-shedding control scheme for improved light load efficiency of multiphase interleaved DC-DC converters,” IEEE Trans Power Electron., vol 28, no 10, pp 4742–4752, 2013, doi: 10.1109/TPEL.2012.2233220 [106] Y Ahn, I Jeon, and J Roh, “A multiphase buck converter with a rotating phase-shedding scheme for efficient light-load control,” IEEE J Solid-State Circuits, vol 49, no 11, pp 2673–2683, 2014, doi: 10.1109/JSSC.2014.2360400 [107] K J Åström, “Solution Manual for Adaptive Control,” vol 101, no 3, pp 302– 303, 2008, [Online] Available: http://doi.wiley.com/10.1016/j.ijgo.2008.01.002 [108] M Kumar and B Tyagi, “Design of A Model Reference Adaptive Controller (MRAC) for DC-DC Boost Converter for Variations in Solar Outputs using modified MIT Rule in an Islanded Microgrid,” 2020 IEEE Int Conf Power Electron Smart Grid Renew Energy, PESGRE 2020, pp 1–6, 2020, doi: 10.1109/PESGRE45664.2020.9070679 [109] J Candy, “Model Reference Adaptive Control (MRAC) for Additive Manufacturing (AM),” Lawrence Livermore Natl Lab., 2021, [Online] Available: http://dx.doi.org/10.2172/1798434 [110] B Douglas, “The Fundamentals of Control Theory,” PRENTICE-HALL, 2019, [Online] Available: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 PHỤ LỤC Phụ lục Chi tiết số liệu thí nghiệm Bảng 0.1 Bảng hiệu suất Hiệu suất pha (%) Hiệu suất pha cổ điển (%) 62.27 72.36 Tải Hiệu suất pha (%) Hiệu suất pha (%) 2% 4% 89.09 92.09 83.49 88.41 8% 94.37 92.59 90.12 81.53 15% 23% 30% 38% 45% 53% 60% 68% 75% 81% 90% 100% 95.05 95.19 94.45 94.8 95.32 95.52 95.44 95.24 93.65 94.73 95.22 95.44 95.47 95.45 95.36 95.17 86.69 89.57 91.54 92.65 93.04 93.15 93.27 93.36 93.24 92.91 92.48 92.02 Phụ lục Thiết kế mạch thực nghiệm Hình 0.1 Hình ảnh 3D mạch điều khiển mạch đo Hình 0.2 Hình 3D mạch LLC pha Sơ đồ nguyên lý mạch LLC Hình 0.3 Cấu trúc thiết kế phần cứng mạch lực Phần cứng thực nghiệm thiết kế phần mềm Altium Hình 0.4 Mạch nguyên lý pha biến đổi cộng hưởng LLC

Ngày đăng: 26/04/2023, 16:29

Mục lục

    ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

    ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

    LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

    1. TS Nguyễn Kiên Trung

    Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

    Danh mục các bảng

    Danh mục các hình vẽ, đồ thị

    1. Sự cần thiết của đề tài

    2. Mục tiêu nghiên cứu

    3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan