Cercetări privind oscilația subarmonică în modul curent de vârf al sursei de comutare
Sursa de alimentare cu comutare DC-DC a fost utilizată pe scară largă în domeniul electronicii, al echipamentelor electrice și al aparatelor electrocasnice datorită avantajelor sale de dimensiuni mici, greutate redusă, eficiență ridicată și performanță stabilă, intrând într-o perioadă de dezvoltare rapidă. Sursa de alimentare comutată DC-DC folosește semiconductori de putere ca întrerupătoare și ajustează tensiunea de ieșire controlând ciclul de lucru al comutatoarelor. Topologia circuitului de control este împărțită în modul curent și modul tensiune. Controlul modului de curent este utilizat pe scară largă datorită avantajelor sale, cum ar fi răspunsul dinamic rapid, circuitul de compensare simplificat, lățimea de bandă de câștig mare, inductanța mică de ieșire și partajarea ușoară a curentului. Controlul modului curent este împărțit în continuare în controlul curentului de vârf și controlul curentului mediu. Avantajele curentului de vârf sunt: 1) răspuns rapid tranzitoriu în buclă închisă, precum și răspuns tranzitoriu rapid la modificările tensiunii de intrare și sarcinii de ieșire; 2) Bucla de control este ușor de proiectat; 3) Echipat cu funcție de echilibrare magnetică simplă și automată; 4) Echipat cu funcție instantanee de limitare a curentului de vârf etc. Cu toate acestea, curentul de inductanță de vârf poate provoca oscilații subarmonice în sistem. Deși multe literaturi au introdus acest lucru într-o oarecare măsură, nu a existat nicio cercetare sistematică privind oscilațiile subarmonice, în special cauzele acestora și implementarea circuitului specific. Acest articol va realiza un studiu sistematic asupra oscilațiilor subarmonice.
Cauzele oscilației prima armonică
Luând ca exemplu sursa de alimentare cu comutare în modul curent de vârf de modulație PWM (așa cum se arată în Figura 1 și oferind o structură de compensare a pantei în jos), se efectuează o analiză detaliată din diferite perspective asupra cauzelor oscilației subarmonice.
Pentru modul de control al buclei interioare de curent, Figura 2 arată modificarea curentului de inductanță atunci când ciclul de funcționare al sistemului este mai mare de 50% și curentul de inductanță suferă un pas mic Δ, unde linia continuă reprezintă forma de undă a curentului de inductanță în timpul funcționării normale a sistemului și linia întreruptă reprezintă forma de undă de lucru reală a curentului de inductanță. Se poate observa că: 1) eroarea curentului de inductanță a ultimului ciclu de ceas este mai mare decât eroarea de curent a inductanței din ciclul anterior, adică semnalul de eroare a curentului de inductanță oscilează și diverge, iar sistemul este instabil; 2) Perioada de oscilație este de două ori mai mare decât perioada de comutare, adică frecvența de oscilație este 1/2 din frecvența de comutare, care este originea numelui de oscilație subarmonică. Figura 3 arată variația curentului de inductanță atunci când ciclul de funcționare al sistemului este mai mare de 50% și există un pas mic AD în ciclul de funcționare, indicând că sistemul va experimenta și oscilație subarmonică. Când ciclul de funcționare al sistemului este mai mic de 50 la sută, deși perturbările în curentul de inductanță sau ciclul de lucru pot provoca, de asemenea, oscilații în semnalul de eroare a curentului de inductanță, această oscilație aparține oscilației de atenuare. Sistemul este stabil.
