Výzkum subharmonické oscilace v režimu špičkového proudu spínaných napájecích zdrojů
DC-stejnosměrné spínané napájecí zdroje jsou široce používány v oblasti elektroniky, elektrických zařízení a domácích spotřebičů díky svým výhodám, jako jsou malé rozměry, nízká hmotnost, vysoká účinnost a stabilní výkon, a vstoupily do období rychlého rozvoje. Stejnosměrné -stejnosměrné spínané napájecí zdroje používají výkonové polovodiče jako spínače pro úpravu výstupního napětí řízením pracovního cyklu spínačů. Jeho 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 je rozděleno na řízení špičkového proudu a řízení průměrného proudu. Výhody špičkového proudu jsou: 1) rychlá odezva v uzavřené smyčce na přechodové jevy a rychlá přechodová odezva na změny vstupního napětí a výstupní zátěže; 2) Řídicí smyčka je snadno navržena; 3) Má jednoduchou funkci automatického magnetického vyvážení; 4) Má funkci okamžitého omezení špičkového proudu atd. Špičkový proud induktoru však může způsobit subharmonické oscilace v systému. Ačkoli to mnoho literatury do jisté míry zavedlo, subharmonické kmity, zejména jejich příčiny a konkrétní implementace obvodů, systematicky nezkoumaly. Tento článek bude provádět systematickou studii o subharmonických oscilacích.
Příčina kmitání 1. harmonické
Vezmeme-li jako příklad spínaný napájecí zdroj v režimu špičkového proudu s modulací PWM (jak je znázorněno na obrázku 1 a je poskytnuta struktura kompenzace sestupného sklonu), příčiny subharmonické oscilace jsou podrobně analyzovány z různých perspektiv.
Pro režim řízení proudové vnitřní smyčky ukazuje obrázek 2 změnu proudu induktoru, když je pracovní cyklus systému větší než 50 % a proud induktoru prochází malým krokem. Plná čára představuje průběh proudu induktoru během normálního provozu systému a přerušovaná čára představuje skutečný pracovní průběh proudu induktoru. Je vidět, že: 1) chyba indukčního proudu v dalším hodinovém cyklu je větší než v předchozím cyklu, což naznačuje, že chybový signál indukčního proudu osciluje a diverguje a systém je nestabilní; 2) Doba kmitání je dvojnásobkem spínací periody, což znamená, že frekvence kmitání je poloviční než spínací frekvence. Odtud pochází název subharmonické kmitání. Obrázek 3 ukazuje změnu proudu induktoru, když je pracovní cyklus systému větší než 50 % a v pracovním cyklu je malý krok AD. Je vidět, že systém také vykazuje subharmonické kmitání. Když je pracovní cyklus systému menší než 50 %, ačkoli poruchy v proudu induktoru nebo pracovním cyklu mohou také způsobit oscilace v chybovém signálu induktorového proudu, tato oscilace patří k doznívající oscilaci. Systém je stabilní.
