37
Vũ Duy Tú ĐK&TĐH 3 K55 MỤC LỤC Bài tập 1 : Thiết kế bộ biến đổi Buck với các thông số :.........3 Chương 1. Mô hình hóa bộ biến đổi Buck ở chế độ dòng liên tục....4 1.1. Phương pháp trung bình không gian trạng thái....4 1.2. Phương pháp trung bình hóa mạch đóng cắt........8 Chương 2. Tính toán thông số,thiết kế mạch vòng.................10 2.1. Tính toán Tụ C-r c ...............................10 2.2. Tính toán cuộn cảm L-r L .........................11 2.3. Mạch vòng điều chỉnh điện áp...................12 2.4. Mạch vòng dòng điện............................16 Chương 3. Mô phỏng bộ biến đổi Buck bằng matlab với thông số cụ thể 21 3.1. Mạch vòng điện áp..............................21 3.2. Mạch vòng dòng điện............................23 Bài tập 2 : Thiết kế hệ truyền động động cơ một chiều có tham số chỉ ra trong bảng sử dụng chỉnh lưu cầu 3pha điều khiển hoàn toàn sử dụng Tiristor................................................24 Chương 1. Tính chọn van mạch lực................................25 Chương 2. Nguyên lý mạch điều khiển.............................27 2.1. Khối đồng pha lấy điểm mở tự nhiên của tiristor 27 2.2. Khâu tạo điện áp tựa...........................27 2.1.1 Phương pháp điều khiển xung kép với độ rộng xung T = 20e-5. 27 2.1.2 Phương pháp điều khiển xung chùm với tần số f = 10 KHz. 29 Chương 3. Điều khiển vòng kín...................................31 Trang 1

báo cáo bài tập lớn mạch buck converter

Embed Size (px)

DESCRIPTION

thiết kế điện tử công suấtbuck converterdc dc

Citation preview

V Duy T K&TH 3 K55

V Duy T K&TH 3 K55

MC LCBi tp 1 : Thit k b bin i Buck vi cc thng s :3Chng 1.M hnh ha b bin i Buck ch dng lin tc41.1. Phng php trung bnh khng gian trng thi41.2. Phng php trung bnh ha mch ng ct8Chng 2.Tnh ton thng s,thit k mch vng102.1. Tnh ton T C-rc102.2. Tnh ton cun cm L-rL112.3. Mch vng iu chnh in p122.4. Mch vng dng in16Chng 3.M phng b bin i Buck bng matlab vi thng s c th213.1. Mch vng in p213.2. Mch vng dng in23Bi tp 2 : Thit k h truyn ng ng c mt chiu c tham s ch ra trong bng s dng chnh lu cu 3pha iu khin hon ton s dng Tiristor.24Chng 1.Tnh chn van mch lc25Chng 2.Nguyn l mch iu khin.272.1. Khi ng pha ly im m t nhin ca tiristor272.2. Khu to in p ta.272.1.1Phng php iu khin xung kp vi rng xung T = 20e-5.272.1.2Phng php iu khin xung chm vi tn s f = 10 KHz.29Chng 3. iu khin vng kn31

Bi tp 1 : Thit k b bin i Buck vi cc thng s :in p uin=28(V), uo=15(V)

in cm L=50

T in C=500,rC= 0,1

Tn s pht xung : =100KH

Ti : R=3

M hnh ha b bin i Buck ch dng lin tcPhng php trung bnh khng gian trng thi

Hnh 1.1.S mch in b bin i Buck (a)S bin i b bin i Buck trong trng thi 1 (b)S mch bin i Buck trong trng thi 2(c)

S dng nh lut Kirchoff ta c h phng trnh m t s mch in trng thi 1 :

(1.1)

H phng trnh khng gian trng thi :

A1 ;B1; C2=;D1=0

S dng nh lut Kirchoff ta c h phng trnh m t s mch in trng thi 2 :

(1.2)

H phng trnh khng gian trng thi :

A2=;B2; C2=;D2=0M hnh trung bnh m t mt b biens i DC/DC vi s tham chiu ca h s iu ch d c vit li nh sau :

(1.3)

Suy ra :

A ;B; C=;D=0

B bin i Buck c m t trn min khng gian trng thi :

(1.4)

im lm vic cn bng ca b bin i Buck :

(1.5)

Hm truyn in p u ra v h s iu ch :

(1.6)

im lm vic cn bng ca b bin i Buck :

(1.7)

Suy ra IL= 5(A).Hm truyn gia dng in chy qua cun cm v h s iu ch :

(1.8)

Ta thay s:

L=50rL=0

C=500

rC= 0,1

R=3D=uo/uin=15/28=0.536

Nhn xt : Hm truyn t gia in p u ra v h s iu ch cho thy c 1 im zero nm bn tri mt phng phc nn h c m t bi hm truyn (1.6) l h pha cc tiu.

Hnh 1.2. th Bode hm truyn in p u ra v in p u voH n nh, tuy nhin gc phase ti tn s ct gn -1800 nn h rt d mt n nh khi c cc tc ng bn ngoi. Do ,cn phi thit k 1 b b tng d tr phase s c ni phn sau.Phng php trung bnh ha mch ng ct

Hnh 1.3. B bin i Buck vi tn hiu nh.Coi m hnh nh 1 mng 2 ca. Ta c cng thc sau :

(1.9)

Hm truyn gia h s iu ch v in p u ra di min laplace:

(1.10)

Ta tm c cc hm truyn khc :

(1.11)

Trong : Tr khng song song gia mch t lc C v ti

Tr khng mch in cm Hm truyn gia h s iu ch vi in p u ra :

(1.12)

Hm truyn gia in p u ra v in p u vo :

(1.13)

Nhn xt : Hm truyn xut hin im Zero m nm bn tri mt phng phc nn h c m t bi hm truyn (1.11)c cng l h pha cc tiu.Hai phng php u cho kt qu hm truyn c tnh cht ging nhau,l h pha cc tiu v cn xy dng 1 b b cho h thng.

Tnh ton thng s,thit k mch vng Tnh ton T C-rcT lc C phi ln m bo p mch ip p u ra v s st p khi ng ti trong phm vi cho chp. p mch gm 2 thnh phn : do in tr ni tip t C gy ra, v do t lc cc xung in p t u ra b bin i. p mch :

(2.1)

Hnh 2.1. p mch in p raThnh phn p mch do t C :

(2.2)

Suy ra gi tr t C p ng c yu cu :

(2.3)

i vi cc mch ngun DC-DC, p mch khng nn vt qu 1% Vo.Tnh ton cun cm L-rL

Hnh 2.2. th dng in qua cun cm LDng in trung bnh chy qua cun cm :

(2.4)

Dng in nh nht qua cun cm :

(2.5)

Khi cho 0,ta c gi tr in cm L nh nht :

(2.6)

Vi gi l tn s Switching,thng c chn l 20kHz hoc cao hn.Ta c :

(2.7)

Suy ra gi tr ca in cm l :

(2.8)

p mch dng in nm trong khong t 10% 30%

Mch vng iu chnh in pCu trc iu khin trc tip vng in p :

Hnh 2.3.Cu trc iu khin mch vng in p b bin i BuckHm truyn in p gia in p u ra v h s iu ch di dng :

(2.9)

Trong := Vin = 28V

= = = 9.5

Hnh 2.4. th Bode ca hm truyn GvdH n nh,tn s ct l 5,24kHz v d tr phase l PM=59.30,nh vy d tr pha tha mn.Tuy nhin, cn thit k 1 b b m bo h thng n nh tt hn vi tn s ct bng 10kHz v trit tiu sai lch tnh.

Ta xy dng b b PI : Ta thm 1 im khng nghch o vo h s khuch i vng lp tn s . khng thay i d tr pha mong mun tn s ct( to ra nh thnh phn PD) th .Chn = 2kHz.

(2.10)

Ti tn s ct :

(2.11)

Ta c :

Gcu_o= 2,152.Vy:

(2.12)

Hm truyn h :

(2.13)

Hnh 2.5. th Bode hm truyn h hNhn xt : H n nh,tn s ct l 10,9kHz v d tr phase l PM=49,30 nh vy c tn s ct v d tr pha u tha mn.Hm truyn kn :

(2.14)

p ng bc nhy ca hm Gk :

Hnh 2.6.p ng bc nhyTnh ton thng s b PI :

(2.15)

Mch vng dng in

Hnh 2.7.Cu trc iu khin mch vng dng in Hm truyn gia dng in qua cun cm v h s iu ch (rc