Huong dan thiet ke dien tu cong suat.ppt

Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất

1. Nhoùm: Nguyeãn Aùnh Haèng
...Trung

2. MỤC LỤC:
I.YÊU CẦU THIẾT KẾ.
II.SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG.
III.TÍNH TOÁN MẠCH LỰC.
IV. MÔ HÌNH HÓA.
V.KHẢO SÁT VÀ TỔNG HỢP BỘ ĐiỀU KHIỂN.
VI.MÔ PHỎNG HỆ THỐNG.

3. I.YÊU CẦU THIẾT KẾ
-Điện áp đầu vào: 48V-DC.
-Điện áp đầu ra: 12V-DC.
-Dòng ra ở tải: Ira = 0 ÷ 10 A.
-Tần số đóng cắt: fsw = 50 kHz.

4. II. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ
HOẠT ĐỘNG
1. sơ đồ cấu trúc.

5. II. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ
HOẠT ĐỘNG
2. Nguyên lý hoạt động.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái ON còn D ở trạng thái
Off. Sơ đồ mạch tương đương hình a.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái Off còn D ở trạng thái
ON. Sơ đồ mạch tương đương hình b.
0
s
t DT 
S s
DT t T 

6. II. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ
HOẠT ĐỘNG
2. Nguyên lý hoạt động.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái ON còn D ở trạng thái
Off. Sơ đồ mạch tương đương hình a.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái Off còn D ở trạng thái
ON. Sơ đồ mạch tương đương hình b.
0
s
t DT 
S s
DT t T 

7. III. TÍNH TOÁN MẠCH LỰC.
2. Nguyên lý hoạt động.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái ON còn D ở trạng thái
Off. Sơ đồ mạch tương đương hình a.
-Trong khoảng thời gian
van S ở trạng thái Off còn D ở trạng thái
ON. Sơ đồ mạch tương đương hình b.
0
s
t DT 
S s
DT t T 

8. IV. MÔ HÌNH HÓA.
- Chúng ta sử dụng phương pháp trung bình hóa
mạng đóng cắt.

9. IV. MÔ HÌNH HÓA.
1. Mô hình tín hiệu lớn.
-Xét trong một chu kỳ giả thiết (t) và (t)
đập mạch không đáng kể hoặc thay đổi gần
tuyến tính.
-Lấy trung bình giá trị điện áp (t) và (t):
= d

= d




s
T
o
v
1
i
1
i
2
v
1
()
s
T
i t 
2
()
s
T
i t 
1
()
s
T
v t 2
()
s
T
v t 

10. IV. MÔ HÌNH HÓA.
•Tại điểm xác lập:
= D.
= D.
•Đối với tín hiệu lớn ta coi cuộn cảm ngắn
mạch và tụ điện hở mạch:
= = D. = D.

1. Mô hình tín hiệu lớn.




1
I
2
I
2
V
1
V
0
V
2
V
1
V
g
V

11. IV. MÔ HÌNH HÓA.
2. Mô hình tín hiệu nhỏ.
•Từ phương trình trung bình thực hiện tuyến
tính hóa cho các tín hiệu nhỏ:
= ; d(t) = D +
= ; =
= .
•Thay vào hệ phương trình:



^
()d t1
()
s
T
i t 
^
1
1
( )I i t
2
()
s
T
i t 
^
2
2
()I i t
1
()
s
T
v t 
2
()
s
T
v t 
^
1
1
()V v t
^
2
2
()V v t

12. IV. MÔ HÌNH HÓA.
2. Mô hình tín hiệu nhỏ.
=
=
Đồng thời bỏ qua các giá trị là tích của hai tín
hiệu nhỏ ta thu được:
1
()
s
T
i t  2
()
s
T
i t 
1
()
s
T
v t 
2
()
s
T
v t 
^ ^ ^
2
1 2
() . () ().i t Di t d t I 
^ ^ ^
1
2 1
() . () ().v t Dv t d t V 

13. IV. MÔ HÌNH HÓA.
2. Mô hình tín hiệu nhỏ.
Mô hình trung bình hóa mạng đóng cắt:

Mô hình trung bình Buck Converter có tính tới điện trở thuần cảm và tổn hao
trên tụ.
c
r
L
r

14. IV. MÔ HÌNH HÓA.
Từ sơ đồ ta có:
• giả thiết =>
• trong đó


2. Mô hình tín hiệu nhỏ.




^ ^ ^
2 1
1
.v Dv V d 
^
10v
^
2
1^
v
V
d

^
0
^
2
RC
RC L
v Z
Z Z
v


(1 . . )
1 . .( )
C
RC
C
R sr C
Z
sC R r


 
L L
Z r sL 

15. IV. MÔ HÌNH HÓA.
Ta rút ra được hàm truyền giữa điện áp đầu ra
và đầu vào điều khiển :
2. Mô hình tín hiệu nhỏ.




^ ^ ^
2
^ ^ ^
2
.
o ov v v
d v d

1
2
(1 . . )
. .
.
1 .[ ( ) ] .
c
cLL
c
L L L
sr CR
V
R rRr LR r
s C r s LC
R r R r R r



   
  
^
ov
^
d

16. V. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN.

1. Nguyên lý điều khiển điện áp (Votage
mode).



- Đầu ra bộ điều chỉnh điện áp là hệ số điều chế
đưa đến khối PWM tạo xung đóng cắt cho bộ
biến đổi.

17. V. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN.

1. Nguyên lý điều khiển điện áp (Votage
mode).




Sơ đồ cấu trúc mạch vòng phản hồi điện áp

18. V. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN.

2. khảo sát đối tượng.
-Hàm truyền mạch đo:
-Hàm truyền của PWM:

1
1 2
f
d
f f
R
G
R R

 wp m
G