Výzkum subharmonického kmitání v režimu špičkového proudu spínaného zdroje
DC-DC spínaný napájecí zdroj je široce používán v oblasti elektroniky, elektrických zařízení a domácích spotřebičů díky svým výhodám malých rozměrů, nízké hmotnosti, vysoké účinnosti a stabilního výkonu, který vstupuje do období rychlého rozvoje. DC-DC spínaný napájecí zdroj využívá výkonové polovodiče jako spínače a upravuje výstupní napětí řízením pracovního cyklu spínačů. Topologie řídicího obvodu je rozdělena na proudový režim a napěťový režim. Řízení proudového režimu je široce používáno díky svým výhodám, jako je rychlá dynamická odezva, zjednodušený kompenzační obvod, velká šířka pásma zesílení, malá výstupní indukčnost a snadné sdílení proudu. Řízení režimu proudu se dále dělí na řízení špičkového proudu a řízení průměrného proudu. Výhody špičkového proudu jsou: 1) rychlá přechodová odezva v uzavřené smyčce, stejně jako rychlá přechodová odezva na změny vstupního napětí a výstupní zátěže; 2) Řídicí smyčka je snadno navržena; 3) Vybaveno jednoduchou a automatickou funkcí magnetického vyvážení; 4) Vybaveno funkcí okamžitého omezení špičkového proudu atd. Špičkový proud indukčnosti však může způsobit subharmonické oscilace v systému. Ačkoli to mnoho literatury do jisté míry zavedlo, neproběhl systematický výzkum subharmonických kmitů, zejména jejich příčin a konkrétní implementace obvodů. Tento článek bude provádět systematickou studii o subharmonických oscilacích.
Příčiny 1. harmonické oscilace
Vezmeme-li jako příklad spínaný napájecí zdroj v režimu špičkového proudu s modulací PWM (jak je znázorněno na obrázku 1 a poskytujeme kompenzační strukturu sestupného sklonu), je provedena podrobná analýza příčin subharmonické oscilace z různých úhlů pohledu.
Pro režim řízení proudové vnitřní smyčky ukazuje obrázek 2 změnu indukčního proudu, když je pracovní cyklus systému větší než 50 procent a indukční proud prochází malým krokem Δ, kde plná čára představuje průběh indukčního proudu během normálního provozu systému a přerušovaná čára představuje aktuální pracovní průběh indukčního proudu. Je vidět, že: 1) chyba indukčního proudu posledního hodinového cyklu je větší než chyba indukčního proudu předchozího cyklu, to znamená, že chybový signál indukčního proudu osciluje a diverguje a systém je nestabilní; 2) Perioda kmitů je dvojnásobkem spínací periody, to znamená, že kmitací kmitočet je 1/2 spínacího kmitočtu, což je původ názvu subharmonické kmitání. Obrázek 3 ukazuje změnu indukčního proudu, když je pracovní cyklus systému větší než 50 procent a v pracovním cyklu je malý krok AD, což naznačuje, že systém bude také zažívat subharmonické oscilace. Když je pracovní cyklus systému menší než 50 procent, ačkoli poruchy v indukčním proudu nebo pracovním cyklu mohou také způsobit oscilace v chybovém signálu indukčního proudu, tato oscilace patří k útlumové oscilaci. Systém je stabilní.
