Điều khiển trượt bộ biến đổi DC-DC tăng áp và giảm áp kiểu Quadratic

Nguyễn Phùng Quang và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 63(1): 50 - 55

50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn

ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC TĂNG ÁP

VÀ GIẢM ÁP KIỂU QUADRATIC

Nguyễn Phùng Quang1

, Phan Thành Chung2*

, Đỗ Thị Loan3

1Đại học Bách Khoa Hà Nội,

2Đoàn 871-Bộ Quốc phòng,

3Đại học Điện lực

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày tóm tắt các nghiên cứu lý thuyết, mô phỏng điều khiển trượt cho bộ biến đổi

DC-DC tăng áp và bộ biến đổi DC-DC giảm áp kiểu quadratic. Từ các phân tích quá trình động

học của đối tượng thông qua mô hình toán học từ đó đưa ra và chứng minh tính phù hợp của các

phương án điều khiển, cuối cùng là tiến hành phân tích kiểm chứng, hoàn thiện trên phần mềm

Matlab- Simulink. Kết quả nghiên cứu của đề tài hoàn toàn có thể được triển khai áp dụng vào

thực tế để chế tạo bộ biến đổi trên cơ sỏ các linh kiện thông dụng.

Từ khóa: Tăng áp, giảm áp, Quadratic, điều khiển trượt, bộ biến đổi DC-DC.

 MỞ ĐẦU

Trong lĩnh vực kỹ thuật điện ngày nay, điện

tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại. Với

những bước tiến nhảy vọt trong kỹ thuật chế

tạo linh kiện bán dẫn, các linh kiện điện tử

công suất: điôt công suất, Tiristor, GTO,

Triac, IGBT, SID, MCT . . . ra đời và hoàn

thiện có tính năng dòng điện, điện áp, tốc độ

chuyển mạch ngày càng được nâng cao làm

cho kỹ thuật điện truyền thống thay đổi một

cách sâu sắc. Song song với những tiến bộ đó

các chiến lược điều khiển khác nhau cũng

được áp dụng để điều khiển các bộ biến đổi

theo các cấu trúc khác nhau nhằm tạo ra bộ

biến đổi thông minh, linh hoạt và có các chỉ

tiêu kinh tế - kỹ thuật, năng lượng tối ưu.

Bộ biến đổi DC–DC giảm áp kiểu Quadratic

(Quadratic Buck converter) có giá trị điện áp

ra trung bình tỉ lệ với bình phương giá trị vào,

thường được sử dụng ở mạch một chiều trung

gian của các thiết bị biến đổi điện năng công

suất nhỏ.

Bộ biến đổi tăng áp (Boost converter) có tác

dụng biến đổi điện áp một chiều ở đầu vào

thành điện áp đầu ra cao hơn, thường được sử

dụng ở mạch một chiều trung gian của các

thiết bị biến đổi điện năng công suất vừa đặc

biệt là các hệ thống phát điện sử dụng năng

lượng tái tạo (sức gió, mặt trời. .).

Cấu trúc mạch của hai bộ biến đổi trên vốn

không phức tạp nhưng vấn đề điều khiển nó

nhằm đạt được hiệu suất biến đổi cao và đảm



Tel: 0912481660

bảo ổn định luôn là mục tiêu của các công

trình nghiên cứu.

BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC

Bộ biến đổi DC-DC là bộ biến đổi công suất

bán dẫn, Với việc điều chỉnh điện áp ra thông

qua điều chỉnh chế độ chuyển mạch cho phép

giảm khá nhiều các tổn thất công suất trên các

linh kiện tích cực, đặc biệt là các linh kiện

công suất, do đó được ứng dụng nhiều hơn

trong các mạch công suất lớn.

Hình 1. Một số bộ biến đổi DC-DC chuyển mạch

BỘ BIẾN ĐỔI TĂNG ÁP (BOOST

CONVERTER)

Sơ đồ mạch

Ta giả thiết rằng các thiết bị bán dẫn là lý

tưởng, Điều này cho phép trạng thái dẫn và

trạng thái khóa được kích hoạt tức thời.

Hình 2. Bộ biến đổi tăng áp đóng cắt

bằng thiết bị bán dẫn