Transcript PowerPoint Sunusu

BİR ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ
İÇİN KAPALI-DÖNGÜ
KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI
VE UYGULANMASI
Koray SEPETÇİ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Fulya Tuğçe OMUZLUOĞLU
Yrd.Doç.Dr. Bünyamin TAMYÜREK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği
AMAÇLAR
1.
Bir alçaltıcı-dönüştürücü tasarımı yapmak
2. Kapalı-döngü kontrol sistemi tasarlamak
3. MATLAB ve Simulink kullanarak simülasyon yapmak
4. Simülasyon ve deney sonuçlarını karşılaştırmak
İÇERİK
I.
Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?
II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı
III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı
IV. Uygulama ve Sonuçlar
ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ NEDİR?
Güç kaynaklarının günümüzde tercih edilen
özellikleri yüksek verimli, küçük hacimli, düşük
fiyatlı ve sabit çıkışlı olmasıdır. Lineer
regülatörler, bu istenilenleri sağlayamadıkları
için, anahtarlamalı güç kaynaklarına ihtiyaç
duyulmuştur.
ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ NEDİR?
Bir dc-dc dönüştürücüdür.
Çıkış gerilimi, giriş geriliminden düşüktür.
Kullanım alanları : Güç kaynakları, adaptörler,
güneş paneli sistemleri, UPS uygulamaları, …
NEREDEYİZ?
I.
Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?
II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı
III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı
IV. Uygulama ve Sonuçlar
ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ
TASARIMI
Alçaltıcı-Dönüştürücü için istenen tasarım kriterleri
Giriş Voltajı
14-30 V
Çıkış Voltajı
12 V
Çıkış Gücü
48 Watt
Anahtarlama Frekansı
25 kHz
Çıkış Voltajındaki Max Dalgalanma
3.96 mV
Bobin Akımındaki Max Dalgalanma
0.16 A
ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ
TASARIMI
ALÇALTICI-DÖNÜŞTÜRÜCÜ
TASARIMI
4.1
10
18
9
4.08
16
8
4.06
14
7
4.04
12
Voltage(V)
Current(A)
Current(A)
6
4.02
10
5
48
4
3.98
6
3
3.96
24
3.94
12
3.92
009.8
00
Giriş Voltajı = 14 V
9.821
9.84 2 9.86 39.88
0.004
0.002
9.9
4
0.006
Time(sec)
Time(sec)
Time(sec)
9.925
9.94 6 9.96
79.98
0.01
0.008
10
8
0.012
-3
-3
xx 10
10
NEREDEYİZ?
I.
Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?
II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı
III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı
IV. Uygulama ve Sonuçlar
KAPALI-DÖNGÜ KONTROL
SİSTEMİNİN TASARIMI
KAPALI-DÖNGÜ KONTROL
SİSTEMİNİN TASARIMI
Bode Diagram
Magnitude (dB)
50
0
-50
-100
Phase (deg)
-150
0
-45
System: GpH
Phase Margin (deg): 41.7
Delay Margin (sec): 0.000163
At frequency (kHz): 0.712
Closed Loop Stable? Yes
-90
-135
-180
-2
10
10
-1
10
0
1
10
Frequency (kHz)
10
2
10
3
Açık-döngü sistemin bode diagramı
10
4
KAPALI-DÖNGÜ KONTROL
SİSTEMİNİN TASARIMI
Bode Diagram
Magnitude (dB)
50
PI
compensated
system
0
-50
Uncompensated
system
-100
0
Uncompensated
system
Phase (deg)
-45
-90
-135
-180
-225
-2
10
PI
compensated
system
10
-1
System: syspi
Phase Margin (deg): -13
Delay Margin (sec): 0.00121
At frequency (kHz): 0.798
Closed Loop Stable? No
10
0
1
10
Frequency (kHz)
10
2
10
3
10
4
KAPALI-DÖNGÜ KONTROL
SİSTEMİNİN TASARIMI
Bode Diagram
Magnitude (dB)
50
0
Compensated
system
-50
-100
Uncompensated
system
Phase (deg)
-150
0
System: sys2
Phase Margin (deg): 68.2
Delay Margin (sec): 9.38e-005
At frequency (kHz): 2.02
Closed Loop Stable? Yes
-45
-90
-135
-180
-2
10
Compensated
system
10
-1
Uncompensated
system
10
0
1
10
Frequency (kHz)
10
2
10
3
10
4
KAPALI-DÖNGÜ KONTROL
SİSTEMİNİN TASARIMI
14
18
16
12
14
10
Voltage(V)
Voltage(V)
12
108
8
6
6
4
4
22
0
0
0.002
0.004
0.006
0
0.5
1
1.5
Time(sec)
0
Time(sec)
0.008
2
0.01
0.012
2.5
3
-3
x 10
NEREDEYİZ?
I.
Alçaltıcı-Dönüştürücü Nedir?
II. Alçaltıcı-Dönüştürücü Tasarımı
III. Kapalı-Döngü Kontrol Sisteminin Tasarımı
IV. Uygulama ve Sonuçlar
UYGULAMA VE SONUÇLAR
UYGULAMA VE SONUÇLAR
UYGULAMA VE SONUÇLAR
Voltage(V)
UYGULAMA VE SONUÇLAR
12.2
12
11.8
4
4.04
4.08
4.12
4.16
4.2
4.24
-3
x 10
Current(A)
4.5
4.2
3.8
3.5
4
4.025 4.04
4.065 4.08
4.105 4.12
4.145 4.16
4.185
4.2
4.225 4.24
-3
x 10
PWM
1
0.5
0
4
4.025 4.04
4.065 4.08
4.105 4.12
Time(sec)
4.145 4.16
4.185
4.2
4.225 4.24
-3
x 10
UYGULAMA VE SONUÇLAR
13
12
11.5
11
10.5
10
0.095
0.1
0.105
0.11
0.1
0.105
0.11
5
4
Current(A)
Voltage(V)
12.5
3
2
1
0
0.095
Time(sec)
UYGULAMA VE SONUÇLAR
Voltage(V)
14
13
12
11
10
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
0.055
0.06
0.065
0.07
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
0.055
0.06
0.065
0.07
5
Current(A)
4
3
2
1
0
0.02
Time(sec)
Beni dinlediğiniz için
teşekkür ederim
REFERANSLAR
• Choudhury, S., 2005, Designing a TMS320F280x Based Digitally Controlled
DC-DC Switching Power Supply, Texas Instrument, Application Report,
SPRAAB3
• Erickson, R.W., Maksimovic, D., 2001, Fundamentals of Power Electronic, New
York, Kluwer Academic Publishers
• Mohan, N., 2003, First Course on Power Electronics and Drives, Minneapolis,
Mnpere
• Nise, N.S., 2004, Control System Engineering, New York, Wiley
• Ogata, K., 2002, Modern Control Engineering, New Jersey, Prentice Hall
• Parlaktuna, O., 2005, Fundamentals of Control Systems Lecture Notes
• PLECS, http://www.plexim.com
• Rashid, M.H., 2001, Power Electronics Handbook, San Diego, Academic Press
• Tamyurek, B., 2011, Introduction to Power Electronics I Lecture Notes