Szubharmonikus oszcilláció kutatása kapcsolóüzemű tápegység csúcsáram üzemmódjában
A DC-DC kapcsolóüzemű tápegységet széles körben használják az elektronika, az elektromos berendezések és a háztartási készülékek területén a kis méret, a könnyű súly, a nagy hatékonyság és a stabil teljesítmény előnyei miatt, amelyek a gyors fejlődés időszakába lépnek. A DC-DC kapcsolóüzemű tápegység teljesítmény-félvezetőket használ kapcsolóként, és a kapcsolók munkaciklusának szabályozásával állítja be a kimeneti feszültséget. A vezérlőáramkör topológiája áram módra és feszültség módra van osztva. Az árammód-vezérlést széles körben használják olyan előnyei miatt, mint a gyors dinamikus válasz, az egyszerűsített kompenzációs áramkör, a nagy erősítési sávszélesség, a kis kimeneti induktivitás és az egyszerű árammegosztás. Az áramüzemmód-vezérlés tovább oszlik csúcsáram-szabályozásra és átlagos áramszabályozásra. A csúcsáram előnyei: 1) gyors tranziens zárt hurkú válasz, valamint gyors tranziens válasz a bemeneti feszültség és a kimeneti terhelés változásaira; 2) A vezérlőhurok könnyen megtervezhető; 3) Egyszerű és automatikus mágneses egyensúly funkcióval felszerelt; 4) Felszerelve pillanatnyi csúcsáram-korlátozó funkcióval, stb. A csúcsinduktivitású áram azonban szubharmonikus oszcillációkat okozhat a rendszerben. Bár számos szakirodalom ezt bizonyos mértékig bevezette, még nem történt szisztematikus kutatás a szubharmonikus rezgésekről, különös tekintettel azok okaira és az áramkör konkrét megvalósítására. Ez a cikk szisztematikus tanulmányt fog végezni a szubharmonikus rezgésekről.
Az 1. harmonikus rezgés okai
PWM modulációs csúcsáram üzemmódú kapcsolóüzemű tápegységet példának véve (ahogy az 1. ábrán látható, és egy lejtős kompenzációs struktúrát biztosítunk), a szubharmonikus oszcilláció okainak részletes elemzése különböző szempontok szerint történik.
Az áramkör belső hurok szabályozási mód esetén a 2. ábra az induktivitás áram változását mutatja, amikor a rendszer munkaciklusa nagyobb, mint 50 százalék, és az induktivitásáram egy kis Δ lépésen megy keresztül, ahol a folytonos vonal az induktivitás áram hullámformáját jelenti a rendszer normál működése során, és a szaggatott vonal az induktivitásáram aktuális működési hullámformáját jelöli. Látható, hogy: 1) az utóbbi órajelciklus induktivitásáram hibája nagyobb, mint az előző ciklus induktivitásáram hibája, vagyis az induktivitásáram hibajel oszcillál és divergál, és a rendszer instabil; 2) A rezgési periódus a kapcsolási periódus kétszerese, vagyis a rezgési frekvencia a kapcsolási frekvencia 1/2-e, amely a szubharmonikus oszcilláció elnevezés eredete. A 3. ábra az induktivitásáram változását mutatja, ha a rendszer terhelési ciklusa nagyobb, mint 50 százalék, és van egy kis AD lépés a munkaciklusban, jelezve, hogy a rendszer szubharmonikus rezgést is tapasztal. Ha a rendszer munkaciklusa kisebb, mint 50 százalék, bár az induktivitás áramában vagy a munkaciklusban fellépő zavarok az induktivitásáram hibajelében is oszcillációt okozhatnak, ez az oszcilláció a csillapítási oszcillációhoz tartozik. A rendszer stabil.
