Studium subharmonických kmitů ve spínaných zdrojích v režimu špičkového proudu
DC-DC spínaný napájecí zdroj byl široce používán v oblasti elektroniky, elektrických zařízení, domácích spotřebičů a vstoupil do období rychlého rozvoje díky výhodám malých rozměrů, nízké hmotnosti, vysoké účinnosti, stabilnímu výkonu atd. DC-DC spínaný zdroj využívá výkonové polovodiče jako spínače a upravuje výstupní napětí řízením pracovního cyklu spínačů. Jeho topologie řídicího obvodu je rozdělena na proudový režim a napěťový režim, řízení proudového režimu je široce používáno díky výhodám rychlé dynamické odezvy, zjednodušeného kompenzačního obvodu, velké šířky pásma zesílení, malé výstupní indukčnosti a snadného vyrovnání. Řízení režimu proudu se dále dělí na řízení špičkového proudu a řízení průměrného proudu. Výhody špičkového proudu jsou: 1) rychlejší přechodová odezva v uzavřené smyčce, rychlejší přechodová odezva na změny vstupního napětí a změny výstupní zátěže; 2) snadný návrh regulační smyčky; 3) jednoduché a automatické magnetické vyvažování; 4) funkce omezení okamžitého špičkového proudu a tak dále. Špičkový proud induktoru však může způsobit, že se v systému objeví subharmonické kmitání, mnoho literatury, i když je to do určité míry představeno, ale neexistuje žádná systematická studie subharmonického kmitání, zejména jeho příčin a konkrétní implementace obvodu, tento článek bude systematickým studium subharmonického kmitání.
1 Příčina subharmonického kmitání
Vezmeme-li jako příklad PWM modulační spínaný napájecí zdroj v režimu špičkového proudu, příčiny subharmonických oscilací jsou podrobně analyzovány z různých perspektiv.
Pro aktuální režim řízení vnitřní smyčky ukazuje Obr. 2 změnu proudu induktoru, když je pracovní cyklus systému větší než 50 % a proud induktoru podstoupí malý krok △ Seal Script, ve kterém plná čára je tvar vlny induktoru proudu během normálního provozu systému a přerušovaná čára je skutečný provozní průběh proudu induktoru. Je vidět, že: 1) chyba induktorového proudu druhého hodinového cyklu je větší než chyba předchozího cyklu, tj. signál chyby induktorového proudu osciluje a šíří se a systém je nestabilní; 2) perioda oscilací je dvojnásobkem spínací periody, tj. frekvence oscilací je 1/2 spínací frekvence, odkud pochází název subharmonické oscilace. Obrázek 3 ukazuje, když je pracovní cyklus systému větší než 50% a pracovní cyklus nastává malý krok AD, když se mění induktorový proud, je vidět, že se v systému objeví také subharmonické oscilace. A když je pracovní cyklus systému menší než 50 %, i když je proud induktoru nebo pracovní cyklus narušen
