Đang tải... (xem toàn văn)
1 Chuyên đề:ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NÂNG CAONội dung: Mô hình mạch biến đổi DCDCHọc viên: 1. Dương Quang Thắng2. Nguyễn Anh Dũng3. Quyền Trường Giang NỘI DUNG Mô hình chính xác Mô hình trung bình 2 Tổng kết
1 Chuyên đề: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NÂNG CAO Nội dung: Mô hình mạch biến đổi DC-DC Học viên: 1. Dương Quang Thắng 2. Nguyễn Anh Dũng 3. Quyền Trường Giang Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DC-DC Converter Tổng quan bộ biến đổi DC - DC 1 3 06/06/2013 2 2 NỘI DUNG Mô hình chính xác Mô hình trung bình 2 Tổng kết DC-DC Converter06/06/2013 3 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Nguyên lý chung a) Buck Converter b) Boost Converter c) Buck-Boost Converter DC-DC Converter06/06/2013 4 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Buck Converter Thông số: Sơ đồ: DC-DC Converter06/06/2013 5 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Buck Converter Kết quả: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x 10 -3 0 1 2 3 4 5 6 7 Time (seconds) Vc Time Series Plot: 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.1 x 10 -3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 Time (seconds) iL Time Series Plot: DC-DC Converter06/06/2013 6 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Boost Converter Thông số: Sơ đồ: DC-DC Converter06/06/2013 7 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Boost Converter Kết quả: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x 10 -3 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Time (seconds) Vc Time Series Plot: 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.1 x 10 -3 31.6 31.8 32 32.2 32.4 32.6 Time (seconds) iL Time Series Plot: DC-DC Converter06/06/2013 8 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Buck-Boost Converter Thông số: Sơ đồ: DC-DC Converter06/06/2013 9 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Buck-Boost Converter Kết quả: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x 10 -3 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 Time (seconds) Vo Time Series Plot: 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.1 x 10 -3 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 Time (seconds) iL Time Series Plot: DC-DC Converter06/06/2013 10 1. Tổng quan về Bộ biến đổi DC-DC Mô phỏng Matlab: Buck-Boost Converter Kết quả: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x 10 -3 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 Time (seconds) Vc Time Series Plot: 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.1 x 10 -3 76 76.5 77 77.5 78 78.5 79 Time (seconds) iL Time Series Plot: [...]...2 Mô hình chính xác Đặc điểm chung Sử dụng trực tiếp hàm đóng cắt của van bán dẫn để mô tả Mô hình gần với trạng thái làm việc thật của bộ biến đổi Mô hình chính xác thể hiện bộ biến đổi là hệ thống có cấu trúc thay đổi, phi tuyến Là cơ sở để chuyển sang các mô hình trạng thái trung bình 06/06/2013 11 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck Convertor Van... Converter 2 Mô hình chính xác Buck Convertor Mô phỏng Thông số: 𝐸 = 24𝑉; 𝐿 = 69𝜇𝐻; 𝐶 = 220𝜇𝐹; 𝑅 = 1; 𝑓 = 100𝑘𝐻𝑧 Sơ đồ mô phỏng: Nhập thông số mô phỏng bằng lệnh: >>thongsomophong %Cac gia tri R, L, C %Cac he so: KL, KC, KRC %Tan so: f f=100e3; R= 1; L= 69e-6; C= 220e-6; T=1/f; KL= 1/L; KC= 1/C; KRC= 1/(R*C); 06/06/2013 15 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck Convertor Mô phỏng: 𝛼... ; 𝐵= 𝐿 ; 𝑏= 𝐿 ; 𝑥= ; 𝐴= 1 1 1 𝑣𝐶 0 − − 0 𝐶 𝑅𝐶 𝐶 06/06/2013 24 𝐸 𝐿 0 (2.6) 𝑑 = 0; DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck-Boost Convertor Mô phỏng Thông số: 𝐸 = 24𝑉; 𝐿 = 69𝜇𝐻; 𝐶 = 220𝜇𝐹; 𝑅 = 1; 𝑓 = 100𝑘𝐻𝑧 Sơ đồ mô phỏng: 06/06/2013 25 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck-Boost Convertor Mô phỏng: 𝛼 = 20% Time Series Plot: Time Series Plot: 0 30.5 -2 Inductor current Capacitor voltage... DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck-Boost Convertor Mô phỏng: 𝛼 = 60% Time Series Plot: Time Series Plot: 0 61.5 -5 61 -15 inductor current Capacitor voltage -10 -20 -25 -30 60.5 60 59.5 -35 59 -40 -45 0 1 2 06/06/2013 3 4 5 Time (seconds) 6 7 8 -3 x 10 27 58.5 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 Time (seconds) 5.07 5.08 5.09 DC-DC Converter 5.1 -3 x 10 3 Mô hình trung bình Mô hình trung bình tín... 69𝜇𝐻; 𝐶 = 220𝜇𝐹; 𝑅 = 1; 𝑓 = 100𝑘𝐻𝑧 Sơ đồ mô phỏng: 06/06/2013 20 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Mô phỏng: 𝛼 = 20% Time Series Plot: Time Series Plot: 40 38.5 35 38 Inductor current 30 data 25 20 15 10 37.5 37 5 0 0 1 2 06/06/2013 3 4 5 Time (seconds) 6 7 8 -3 x 10 21 36.5 0.011 0.011 0.0111 Time (seconds) 0.0112 DC-DC Converter 0.0112 2 Mô hình chính xác Buck-Boost Convertor... 𝐸 (2.5) DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Đưa vào hàm điều khiển đóng cắt ℎ 0; 1 , ta được: 1 1 𝑑𝑖 𝐿 𝐸 0 − 0 𝑖𝐿 𝑖𝐿 𝑑𝑡 𝐿 𝐿 = +ℎ + 𝐿 (2.6) 𝑑𝑣 𝐶 1 1 1 𝑣𝐶 𝑣𝐶 0 − − 0 𝑑𝑡 𝐶 𝑅𝐶 𝐶 Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴𝑥 + ℎ 𝐵𝑥 + 𝑏 + 𝑑 𝑑𝑡 Với: 1 1 𝐸 0 − 0 𝑖𝐿 𝐿 ; 𝐵= 𝐿 ; 𝑏 = 0; 𝑑 = 𝐿 ; 𝑥= ; 𝐴= 1 1 1 𝑣𝐶 0 − − 0 𝐶 𝑅𝐶 𝐶 06/06/2013 19 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Mô phỏng Thông số: 𝐸 = 24𝑉;... bình Mô hình trung bình tín hiệu lớn (DC) 06/06/2013 28 DC-DC Converter 3 Mô hình trung bình tín hiệu nhỏ Tổng quát Tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc cân bằng Mô hình chính xác: 𝑑𝑥 = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑒 𝑑𝑡 𝑦 = 𝐶𝑥 + 𝐷𝑒 𝑉ớ𝑖: 𝑥 = 𝑖𝐿 ; 𝑦= 𝑣𝐶 𝑣𝐶 ; 𝐴 = 𝐴1 ℎ + 𝐴2 1 − ℎ ; 𝑖𝐿 0 𝐵 = 𝐵1 ℎ + 𝐵2 1 − ℎ ; 𝐶 = 1 0 1 ; 𝐷= 0 0 Đưa h vào biến đầu vào: 𝑒 𝑢= ⇒ ℎ 𝑑𝑥 = 𝑓(𝑥, 𝑢) 𝑑𝑡 𝑦 = 𝑔(𝑥, 𝑢) Lấy các số gia: 𝑥 = 𝑥 −... 𝑑𝑣 = + 𝐿 1 1 𝐶 𝑣𝐶 0 − 𝑑𝑡 𝐶 𝑅𝐶 Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴1 𝑥 + 𝐵1 𝑒 𝑑𝑡 06/06/2013 12 𝐸 (2.1) DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck Convertor Van Q khóa: 𝑡 ∈ (𝛼𝑇; 𝑇) 𝑑𝑖 𝐿 𝐿 = −𝑣 𝐶 𝑑𝑡 𝑑𝑣 𝐶 𝑣𝐶 𝐶 = 𝑖𝐿 − 𝑑𝑡 𝑅 1 𝑑𝑖 𝐿 0 − 𝑖𝐿 𝑑𝑡 𝐿 ⇒ 𝑑𝑣 = 1 1 𝐶 𝑣𝐶 − 𝑑𝑡 𝐶 𝑅𝐶 Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴2 𝑥 + 𝐵2 𝑒 𝑑𝑡 06/06/2013 (2.1) 13 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck Convertor Đưa vào hàm điều khiển đóng cắt ℎ 0; 1 , ta được: 1 𝑑𝑖 𝐿 𝐸 0... -3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1001 0.1001 0.1001 0.1001 0.1001 Time (seconds) x 10 16 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Van Q mở: 𝑡 ∈ (0; 𝛼𝑇) 𝑑𝑖 𝐿 𝐿 = 𝐸 𝑑𝑡 𝑑𝑣 𝐶 𝑣𝐶 𝐶 =− 𝑑𝑡 𝑅 𝑑𝑖 𝐿 1 0 0 𝑖𝐿 𝑑𝑡 1 ⇒ 𝑑𝑣 = + 𝐿 0 − 𝐶 𝑣𝐶 0 𝑅𝐶 𝑑𝑡 𝐸 (2.4) Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴1 𝑥 + 𝐵1 𝑒 𝑑𝑡 06/06/2013 17 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Van Q khóa: 𝑡 ∈ (𝛼𝑇; 𝑇) 𝑑𝑖 𝐿 𝐿 = −𝑣 𝐶 + 𝐸 𝑑𝑡 𝑑𝑣 𝐶 𝑣𝐶 𝐶 = 𝑖𝐿 −... ⇒ 𝑑𝑣 = + 𝐿 0 − 𝐶 𝑣𝐶 0 𝑅𝐶 𝑑𝑡 𝐸 (2.7) Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴1 𝑥 + 𝐵1 𝑒 𝑑𝑡 06/06/2013 22 DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Buck-Boost Convertor Van Q khóa: 𝑡 ∈ (𝛼𝑇; 𝑇) 𝑑𝑖 𝐿 𝐿 = 𝑣𝐶 𝑑𝑡 𝑑𝑣 𝐶 𝑣𝐶 𝐶 = −𝑖 𝐿 − 𝑑𝑡 𝑅 1 𝑑𝑖 𝐿 0 𝑑𝑡 𝐿 ⇒ 𝑑𝑣 = 1 1 𝐶 − − 𝑑𝑡 𝐶 𝑅𝐶 Hay: 𝑑𝑥 = 𝐴2 𝑥 + 𝐵2 𝑒 𝑑𝑡 06/06/2013 𝑖𝐿 𝑣𝐶 23 (2.8) DC-DC Converter 2 Mô hình chính xác Boost Convertor Đưa vào hàm điều khiển đóng cắt ℎ 0; 1 , ta được: 1 1 𝑑𝑖