CURRENT MODE CONTROL BOOST CONVERTER
Sinh Si nh vi viên ên thực hiện
Phạm Quang Chiến Lê Tất Thắng
20101162 20102213
Nội Dung I. Giới thiệu phương pháp điều khiển th theo eo dòng điện và mô hình hóa bộ biến đổi boost converter converter.. 1. Cấu trúc và nguyên lý làm việc 2. Tính toán và lựa chọn các th tham am số cơ bản 3. Phương pháp điều khiển th theo eo dò dòng ng điện- Mô hình hóa II.. Thiết kế bộ điều khiển II 1. Thiết kế mạch vò vòng ng dò dòng ng điện 2. Thiết kế mạch vòng điện áp III. Mô phỏng kiểm nghiệm
Yêu cầu thiết kế
1.
Cấu trúc và nguyên lý làm việc
Ts
v
L
( t )d )dt Vg .D.Ts (Vg V).D '.'.Ts 0
0
= Vg .(D+D')-V.D'= 0
(D+D’ = 1)
2. Tính toán và lựa chọn các tham số cơ bản Tính
toán L
sóng ng dò dòng ng điện qua cuộn cảm Dạng só Tính
toán C
Dạng sóng điện áp đầu ra
Tính
toán điện trở R R
Các giá trị cụ thể
Linh kiện
Yêu cầu
Giá trị
L
41,6uH C
Q
D
Ids = 100 A Vds = 40V
IRF540
Iv = 5A
SB580
.3. 3. Phương pháp điều khiển theo dòng điện- Mô hình hóa Điều
khiển theo dòng điện
Mạch vòng điều chỉnh dòng điện Boost Converter
Thiết kế mạch vò vòng ng dò dòng ng điện (mạch vò vòng ng tr tron ong) g) vòng ng ng ngoà oài) i) Thiết kế mạch vòng điện áp (mạch vò 10 Ttr Thiết kế chu kì Tng >= 10
vˆg 0
Gvg: Hàm truyền từ điện áp đầu vào đến điện áp đầu ra Gvd : Hàm truyền từ điều khiển đến điện áp đầu ra Gig: Hàm truyền giữa điện áp đầu vào với dòng điện qua cuộn cảm IL Gid : Hàm truyền giữa đầu vào dòng ng điện qua điều khiển và dò cuộn cảm Gcv: hàm truyền khồi bù mạch vòng vò ng áp Gci: Hàm truyền khối bù mạch vòng vò ng dò dòng ng điện Hi, Hv : Hàm truyền khối phản dong ng và áp hồi do vˆ( s) Gvg ( s).vˆg ( s) Gvd ( s). dˆ( s)
iˆ L ( s) Gig (s ).vˆg ( s ) Gid (s ).dˆ (s )
Phương pháp
trung bình hóa mạng đóng cắt
Thay thế phần mạch có phần tử đóng cắt bằng một mạng 2 cửa Chuyển mạng đóng cắt phi tuyến bằng một mạng tuyến tính qua phép lấy trun trungg bình bình
=d’(t). =d’(t). d’(t)=1-d(t) Tuyến
tính hóa mô hình bên khi đưa vào các tín hiệu nhỏ
vg (t ) Vg vˆg (t ) i L (t ) I g iˆL (t ) v0 (t ) V0 vˆ0 (t ) v1 (t ) V1 vˆ1 (t ) vg (t ) Vg vˆg (t ) i2 (t ) I 2 iˆ2 (t ) d D dˆ (t ); d ' 1 dˆ (t ) D ' dˆ ( t)
Bỏ qua các biến động nhỏ bậc cao v1(t ) d '(t ) v2 (t ) D '(V2 vˆ2 (t )) V2dˆ (t ) i2 (t) d '(t ) i1(t ) D '(I1 iˆ1 (t )) I1dˆ(t )
viết phương trìn Áp dụng định luật Kihoff viết trìnhh ch choo mạch vò vòng ng dò dòng ng điện qua cuộn cảm và điện áp trên tụ (sL R L )iˆL ( s) Vo dˆ( s) D' vˆo ( s) vˆg ( s) sCvˆo (s)
R R vˆ ( s) o .IL dˆ( s) D' iˆL ( s) R RES R R RESR R RESR
(1) (2)
Từ phương trình trình (1)& (1)& (2) (2) ta có: có: s
(1
vˆ o ( s ) G v d o
s
iˆ L ( s ) G id o
2
Q o.
s
z 1
1 (1
s
o .Q
o
(1 Gido
s
2
s
o
zero zero
D'
;Gvgo
.Q
0
o .Q
s
)
z1
s o
.Q
s2
2
D'2 R L
;z1
s
o
1 R ESR ESRC
; o
0
(1 sC (R RES R )) 1
2
0
; Gig ( s ) Gigo
vˆ g ( s )
2
1
2
2
s2
; Gvg ( s ) Gvgo .
s
s
2 0
(1
0
)
zero 2
vˆ g ( s )
2
s
.Q
s
2
0
2V 1 1 o ;Gid 0 2o ;Givo 2 ;Q R L 1 D' D' R D' R L C(R R ESR ESR )
(1 D)(R RL) L
0
z1
s
s
)
(1 s C ( R R E S R ) )
C ( R RES R ))
1
Vo
.Q
Q o.
1
s
dˆ ( s ) G ig o
2
z1
1
Gvdo
0
)(1
s
1
2
Gvd ( s ) Gvdo
dˆ ( s ) G v g o .
z e ro 2
s2
s
(1
s
s
(1
)
C ( R R ES R ) )
1
Gid ( s )
s
) (1
1
R L (1 D)R
LC LC
R
D' LC
2
Phương pháp trung bình hóa hệ phương trình trạng thái
d i
d t d v
c
d t v
o
1
L
( R
L
1 C
L
R
L
V
g
R
(
R
R R
i
R v
E
) ) v
E
c
S R
c
S R
R L R 0 1 L 0 ; B1 L ; C1 R R ESR ; D1 0 A1 1 0 0 0 0 C(R R ESR )
d i L dt d vc dt vo
1 L
1 C
( R L i L V g (
R R R ES R
R R R ES R
R R R ES R
i L
1 R R ES R
vc
R R ES R R R ES R
)
vc )
( v c R E SR i L )
R 1 RR ESR R ( ) . . . . L RR L L(RR ) 1 RRESR .... R ESR ESR ;B1 L;C1 RR ESR RRESR ;D2 0 A2 R 1 __0______ ______0 __0 C(RR )............C(RR ) 0 __0 ESR ESR
Phương pháp độ dự trữ ổn định
Summary •
Define your challenges –
•
Set realistic expectation –
•
Technological echnological as well as as personal Mastery is not achieved overnight
Keep your eye on the goal –
Mentorship programs
Resources •
•
•
This slide deck and related resources:
Q UESTIONS UESTIONS?
APPENDIX
