Badania oscylacji subharmonicznych w trybie prądu szczytowego zasilaczy impulsowych
DC-Zasilacze impulsowe DC są szeroko stosowane w elektronice, sprzęcie elektrycznym i sprzęcie gospodarstwa domowego ze względu na ich zalety, takie jak małe rozmiary, lekkość, wysoka wydajność i stabilna wydajność, a także weszły w okres szybkiego rozwoju. Zasilacze impulsowe DC-DC wykorzystują półprzewodniki mocy jako przełączniki do regulacji napięcia wyjściowego poprzez kontrolowanie współczynnika wypełnienia przełączników. Topologia obwodu sterującego jest podzielona na tryb prądowy i tryb napięciowy. Sterowanie trybem prądowym jest szeroko stosowane ze względu na jego zalety, takie jak szybka reakcja dynamiczna, uproszczony obwód kompensacyjny, duże pasmo wzmocnienia, mała indukcyjność wyjściowa i łatwe dzielenie prądu. Sterowanie trybem prądu dzieli się na sterowanie prądem szczytowym i sterowanie prądem średnim. Zaletami prądu szczytowego są: 1) szybka reakcja na przejściowe-pętlę zamkniętą i szybka reakcja na przejściowe zmiany napięcia wejściowego i obciążenia wyjściowego; 2) Pętla sterowania jest łatwa do zaprojektowania; 3) Posiada prostą funkcję automatycznego balansu magnetycznego; 4) Posiada funkcję chwilowego ograniczenia prądu szczytowego itp. Jednakże szczytowy prąd cewki może powodować oscylacje podharmoniczne w systemie. Chociaż wiele literatury wprowadziło to w pewnym stopniu, nie badano w nich systematycznie oscylacji subharmonicznych, zwłaszcza ich przyczyn i konkretnych implementacji obwodów. W tym artykule zostaną przeprowadzone systematyczne badania oscylacji subharmonicznych.
Przyczyna oscylacji 1. harmonicznej
Biorąc za przykład zasilacz impulsowy w trybie prądu szczytowego z modulacją PWM (jak pokazano na rysunku 1 i przedstawiono strukturę kompensacji zbocza opadającego), przyczyny oscylacji subharmonicznych są szczegółowo analizowane z różnych perspektyw.
W przypadku trybu sterowania wewnętrzną pętlą prądową Rysunek 2 przedstawia zmianę prądu cewki indukcyjnej, gdy cykl pracy systemu jest większy niż 50%, a prąd cewki indukcyjnej ulega niewielkiemu skokowi. Linia ciągła przedstawia przebieg prądu cewki indukcyjnej podczas normalnej pracy systemu, a linia przerywana przedstawia rzeczywisty przebieg roboczy prądu cewki indukcyjnej. Można zauważyć, że: 1) błąd prądu indukcyjności w następnym cyklu zegara jest większy niż w cyklu poprzednim, co wskazuje, że sygnał błędu prądu indukcyjności oscyluje i rozchodzi się, a układ jest niestabilny; 2) Okres oscylacji jest dwukrotnie dłuższy od okresu przełączania, co oznacza, że częstotliwość oscylacji stanowi połowę częstotliwości przełączania. Stąd wzięła się nazwa oscylacja subharmoniczna. Rysunek 3 pokazuje zmianę prądu cewki indukcyjnej, gdy cykl pracy systemu jest większy niż 50% i występuje mały krok AD w cyklu pracy. Można zauważyć, że układ wykazuje również oscylacje subharmoniczne. Gdy cykl pracy systemu jest mniejszy niż 50%, chociaż zaburzenia prądu cewki indukcyjnej lub cyklu pracy mogą również powodować oscylacje sygnału błędu prądu cewki indukcyjnej, oscylacje te należą do oscylacji zanikających. System jest stabilny.
