Výskum subharmonickej oscilácie v režime špičkového prúdu spínaných napájacích zdrojov
Jednosmerné-spínacie zdroje jednosmerného prúdu sa vo veľkej miere používajú v oblasti elektroniky, elektrických zariadení a domácich spotrebičov vďaka svojim výhodám malých rozmerov, nízkej hmotnosti, vysokej účinnosti a stabilného výkonu a vstúpili do obdobia rýchleho rozvoja. DC-jednosmerné spínané napájacie zdroje používajú výkonové polovodiče ako spínače na úpravu výstupného napätia riadením pracovného cyklu spínačov. Jeho topológia riadiaceho obvodu je rozdelená na prúdový režim a napäťový režim. Riadenie prúdového režimu je široko používané vďaka svojim výhodám, ako je rýchla dynamická odozva, zjednodušený kompenzačný obvod, veľká šírka pásma zosilnenia, malá výstupná indukčnosť a jednoduché zdieľanie prúdu. Riadenie režimu prúdu je rozdelené na riadenie špičkového prúdu a riadenie priemerného prúdu. Výhody špičkového prúdu sú: 1) rýchla odozva v uzavretej-slučke prechodových javov a rýchla prechodová odozva na zmeny vstupného napätia a výstupného zaťaženia; 2) Riadiaca slučka sa dá ľahko navrhnúť; 3) Má jednoduchú funkciu automatického magnetického vyváženia; 4) Má funkciu okamžitého obmedzenia špičkového prúdu atď. Špičkový prúd induktora však môže spôsobiť subharmonické oscilácie v systéme. Aj keď to do určitej miery zaviedla mnohá literatúra, systematicky neštudovala subharmonické kmity, najmä ich príčiny a konkrétne implementácie obvodov. Tento článok bude vykonávať systematickú štúdiu o subharmonických osciláciách.
Príčina 1. harmonickej oscilácie
Ak vezmeme za príklad spínaný napájací zdroj v režime špičkového prúdu s moduláciou PWM (ako je znázornené na obrázku 1 a je poskytnutá štruktúra kompenzácie zostupného sklonu), príčiny subharmonickej oscilácie sú podrobne analyzované z rôznych perspektív.
Pre aktuálny režim riadenia vnútornej slučky ukazuje obrázok 2 zmenu prúdu induktora, keď je pracovný cyklus systému väčší ako 50 % a prúd induktora prechádza malým krokom. Plná čiara predstavuje priebeh prúdu induktora počas normálnej prevádzky systému a prerušovaná čiara predstavuje skutočný pracovný priebeh prúdu induktora. Je možné vidieť, že: 1) chyba indukčného prúdu v nasledujúcom hodinovom cykle je väčšia ako chyba v predchádzajúcom cykle, čo naznačuje, že chybový signál indukčného prúdu osciluje a diverguje a systém je nestabilný; 2) Doba oscilácie je dvojnásobkom periódy spínania, čo znamená, že frekvencia oscilácií je polovica spínacej frekvencie. Odtiaľ pochádza názov subharmonické kmitanie. Obrázok 3 ukazuje zmenu indukčného prúdu, keď je pracovný cyklus systému väčší ako 50 % a v pracovnom cykle je malý krok AD. Je vidieť, že systém tiež vykazuje subharmonické kmitanie. Keď je pracovný cyklus systému menší ako 50 %, hoci poruchy v prúde induktora alebo pracovnom cykle môžu tiež spôsobiť oscilácie v chybovom signáli prúdu induktora, táto oscilácia patrí k oscilácii útlmu. Systém je stabilný.
