Forskning i subharmonisk oscillation i spidsstrømstilstand for skiftende strømforsyning
DC-DC switching strømforsyning er blevet meget brugt inden for elektronik, elektrisk udstyr og husholdningsapparater på grund af dets fordele ved lille størrelse, let vægt, høj effektivitet og stabil ydeevne, og går ind i en periode med hurtig udvikling. DC-DC-switchende strømforsyning bruger effekthalvledere som switche og justerer udgangsspændingen ved at styre switchernes driftscyklus. Styrekredsløbstopologien er opdelt i strømtilstand og spændingstilstand. Strømtilstandskontrol er meget udbredt på grund af dens fordele såsom hurtig dynamisk respons, forenklet kompensationskredsløb, stor forstærkningsbåndbredde, lille udgangsinduktans og nem strømdeling. Styring af strømtilstand er yderligere opdelt i spidsstrømstyring og gennemsnitlig strømstyring. Fordelene ved spidsstrøm er: 1) hurtig transient respons med lukket sløjfe, såvel som hurtig transient respons på ændringer i indgangsspænding og udgangsbelastning; 2) Kontrolsløjfen er let at designe; 3) Udstyret med enkel og automatisk magnetisk balancefunktion; 4) Udstyret med øjeblikkelig spidsstrømbegrænsende funktion osv. Spidsinduktansstrøm kan dog forårsage subharmoniske svingninger i systemet. Selvom mange litteratur har introduceret dette til en vis grad, har der ikke været nogen systematisk forskning i subharmoniske svingninger, især deres årsager og specifikke kredsløbsimplementering. Denne artikel vil udføre en systematisk undersøgelse af subharmoniske svingninger.
Årsager til 1. harmonisk svingning
Ved at tage PWM-modulationsspidsstrømstilstandsskiftende strømforsyning som et eksempel (som vist i figur 1, og som giver en nedadgående hældningskompensationsstruktur), udføres en detaljeret analyse fra forskellige perspektiver af årsagerne til subharmonisk oscillation.
For den aktuelle indre sløjfe-kontroltilstand viser figur 2 ændringen af induktansstrømmen, når systemets driftscyklus er større end 50 procent, og induktansstrømmen gennemgår et lille trin Δ, hvor den fuldt optrukne linje repræsenterer induktansstrømmens bølgeform under normal systemdrift, og den stiplede linje repræsenterer den faktiske arbejdsbølgeform af induktansstrømmen. Det kan ses, at: 1) induktansstrømfejlen for den sidstnævnte klokcyklus er større end induktansstrømfejlen i den foregående cyklus, dvs. induktansstrømfejlsignalet oscillerer og divergerer, og systemet er ustabilt; 2) Oscillationsperioden er det dobbelte af koblingsperioden, det vil sige, at oscillationsfrekvensen er 1/2 af koblingsfrekvensen, som er oprindelsen til navnet subharmonisk svingning. Figur 3 viser variationen af induktansstrømmen, når systemets driftscyklus er større end 50 procent, og der er et lille trin AD i arbejdscyklussen, hvilket indikerer, at systemet også vil opleve subharmonisk svingning. Når systemets driftscyklus er mindre end 50 procent, selvom forstyrrelser i induktansstrømmen eller driftscyklussen også kan forårsage oscillation i induktansstrømfejlsignalet, hører denne oscillation til dæmpningsoscillationen. Systemet er stabilt.
