Controllerul Digital PWM si Curentul Estimat pentru un Converter de Comutatie de Putere Scazuta pe Avioane

Extras din proiect Cum descarc?

Aceasta lucrare descrie proiectarea si punerea in aplicare de un controler digital convertor experimental de putere scazuta dintr-un sistem de baterii cu putere de gestionare.S-au folosit mai multe moduri de operare pentru o larga gama de tensiuni de intrare si sarcini pentru a mentine o eficienta inalta, printre care s-a propus si s-a testat o estimare tehnica de curent care efectueaza o performanta dependenta de incarcarea unui convertor.
In lucrare este descrisa proiectarea unui regulator PID digital , cu accent pe limitarile practice impuse de aritmetica unui punct fix si intarzierea datorata prelevarii de probe si procesarii.
I. INTRODUCERE
Era de asteptat ca controlerurile digitale sa le inlocuiasca pe cele analogice predominante de frecvente inalte aplicate comutatorului de putere.
Avantajele potentiale ale punerii in aplicare ale controlerului digital include o flexibilitate imbunatatita, timp de proiectare redus, programabilitate, eliminarea de componente discrete, sistem imbunatatit fiabilitate, integrarea unui sistem mai usor, performante diferite. Datorita progreselor din tehnologia DSP, cantitatea semnificativa de prelucrare este disponibila chiar si la frecvente relativ mari de comutare. Cu toate acestea, in afara de problemele de cost la controlerurile digitale mai sunt si cele legate de rezolutia limitata de puls-latime modulatoare, efectele de punct fix aritmetic, precum si intarzierile introduse de prelevarea de probe si de prelucrare.
In aceasta lucrare, consideram punerea in aplicare a unui controler digital pentru un convertor de putere mica intr-o baterie - sistem de conducere energetic cu elevator. Este necesar sa se mentina reglarea tensiunii puternice, precum si de inalta eficienta pe o gama larga de sarcini. Pentru a satisface aceste cerinte, precum si pentru a demonstra beneficiile potentiale ale unei implementari controler numeric, s-a folosit in aceasta aplicatie un convertor cu moduri de operare multiple.
II. TOPOLOGIA CONVERTORULUI SI MODURI DE OPERARE
Exemplul de aplicare considerat in aceasta lucrare este un convertor DC-DC pentru un sistem de baterie cu putere de conducere. Tensiunea de intrare este in intervalul de la 2V la 5V (cum ar fi de la o singura celula-Li-Ion). Tensiunea de iesire este reglata strict la 3V. Sistemul are doua moduri de functionare: "Run" sau modul incarcaturi grele, atunci cand curentul de sarcina este in intervalul 1-2A, si "stand-by" sau mod lumina de sarcina atunci cand curentul de sarcina este in 10-150mA gama. Este de dorit sa se mentina reglarea tensiunii puternice, precum si de inalta eficienta, in moduri atat de sarcina grea cat si usoara
Topologia Convertorului selectat pentru aplicare buck este neinversoare si este prezentata in Fig .1. Aceasta topologie are doar doua componente pasive si poate functiona ca un ridicator sau un impuls, in functie de secventa de conducere.
Sistemul de testare experimentala a fost bazat pe Analog Devices ADMC-401 DSP Consiliul pentru Dezvoltare, asa cum este prezentata in Fig.1. ADMC-401 se bazeaza pe un MIPS 26, 16-biti pe un punct fix al procesorului de semnal digital. Destinat aplicatiilor de control cu motor, are o gama larga de periferice inclusiv opt convertoare A / D si trei modulatoare independente puls-latime,dintre care doua sunt utilizate in aplicatia noastra.Rezolutia efectiva a ciclului datorata sistemului modulator puls-latime picura cu o frecventa de comutare in crestere. Frecventa de comutare a f = 50 kHz a fost selectata pentru a avea 8-biti rezolutie in raporturile de iesire.
Fig.1. Convertorul Buck-impuls de neinversare cu un controller digital
Fig.2. Eficenta operarii convertorului CCM la 50 KHz si in DCM la 20 KHz
A. Moduri de operare
Atunci cand tensiunea de intrare este mai mare decat productia, convertorul opereaza ca un convertor Buck : M3 este intotdeauna oprit, M4 este mereu pornit, M1 este comutat la frecventa constanta cu ciclu D iar M2 functioneaza ca un redresor sincron.
Atunci cand tensiunea de intrare este mai mica decat productia, convertorul este opereaza ca un impuls: M1 este intotdeauna pornit, M2 este intotdeauna oprit, M3 este pornit periodic cu D ciclu iar M4 lucreaza ca un redresor sincron. Este interesant de comparat convertorul din Fig.1 cu unul conventional cu doua comutatoare buck-impuls.
Pierderile tranzistoarelor de conducere sunt comparabile, chiar daca buck-impulsurile ne-inversoare au doua dispozitive active care conduc curentul inductor in fiecare subinterval de comutare. Volt secundele aplicate inductorului si curentului inductorului RMS sunt semnificativ mai mici in sectorul non-inversor buck-impuls convertor din Fig. 1 atunci cand opereaza in buck sau in modul de impuls. De aceea, un inductor mai mic poate fi utilizat in detrimentul mai multor dispozitive active si a unor controlere mai complicate.
Atunci cand sarcina este grea, convertorul este proiectat sa functioneze in modul de conductie continuu (CCM) la constanta de comutare a frecventei f = 50kHz.
Eficienta experimentala masurata in functie de curentul de sarcina este indicata in Fig. 2.Randamentul este ridicat la sarcina grea, dar se reduce la valori de sarcina usoara.
Acest lucru se datoreaza faptului ca pierderile de lumina de incarcare sunt dominate de pierderile de comutare, care sunt in esenta independente de curentul de sarcina. Eficienta sarcinei de lumina poate fi imbunatatita in mod semnificativ prin operarea convertorului in modul de conductie discontinua precum si prin reducerea frecventei de comutare [1]. Fig. 2 prezinta de asemenea eficienta masurata cand convertorul opereaza in DCM cu o frecventa de comutare redusa f = 20KHz.Randament curbelor pentru cele doua moduri se intersecteaza in curentul de sarcina de aproximativ 150mA.
Pe baza rezultatelor din fig. 2, aplicatia s-a efectuat in functie de modul in care comutatorul depinde de curentul de sarcina: in modul de sarcini grele convertorul opereaza la frecventa inalta in CCM iar in modul de lumina de sarcina convertorul opereaza la frecventa redusa in DCM. Frecventa constanta a raportului responsabil de control sunt utilizate pentru reglementarea tensiunii de iesire in ambele moduri.


Fisiere in arhiva (1):

  • Controllerul Digital PWM si Curentul Estimat pentru un Converter de Comutatie de Putere Scazuta pe Avioane.doc

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Banii inapoi garantat!

Plateste in siguranta cu cardul bancar si beneficiezi de garantia 200% din partea Proiecte.ro.


Descarca aceast proiect cu doar 5 €

Simplu si rapid in doar 2 pasi: completezi adresa de email si platesti.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:



* Pretul este fara TVA.


Hopa sus!