Forskning i subharmonisk oscillation i spidsstrømstilstanden til at skifte strømforsyninger
DC-DC-switchende strømforsyninger er blevet brugt i vid udstrækning inden for elektronik, elektrisk udstyr og husholdningsapparater på grund af deres fordele med lille størrelse, lav vægt, høj effektivitet og stabil ydeevne, og er gået ind i en periode med hurtig udvikling. DC-DC-switchende strømforsyninger bruger strømhalvledere som omskiftere til at justere udgangsspændingen ved at styre switchernes driftscyklus. Dens styrekredsløbstopologi 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. Strømtilstandskontrol er opdelt i spidsstrømskontrol og gennemsnitlig strømstyring. Fordelene ved spidsstrøm er: 1) hurtig transient lukket-sløjferespons og hurtig transientrespons på ændringer i indgangsspænding og udgangsbelastning; 2) Kontrolsløjfen er let at designe; 3) Har en simpel automatisk magnetisk balancefunktion; 4) Har øjeblikkelig spidsstrømbegrænsende funktion osv. Spidsspidsstrøm kan dog forårsage subharmoniske svingninger i systemet. Selvom mange litteratur har introduceret dette til en vis grad, har de ikke systematisk studeret subharmoniske svingninger, især deres årsager og specifikke kredsløbsimplementeringer. Denne artikel vil udføre en systematisk undersøgelse af subharmoniske svingninger.
Årsag til 1. harmonisk svingning
Tager man PWM-modulationens spidsstrømstilstandsskiftende strømforsyning som et eksempel (som vist i figur 1, og nedadgående hældningskompensationsstruktur er tilvejebragt), analyseres årsagerne til subharmonisk oscillation i detaljer fra forskellige perspektiver.
For den aktuelle indre sløjfestyringstilstand viser figur 2 variationen af induktorstrøm, når systemets arbejdscyklus er større end 50 %, og induktorstrømmen gennemgår et lille trin. Den fuldt optrukne linje repræsenterer induktorstrømmens bølgeform under normal systemdrift, og den stiplede linje repræsenterer den faktiske arbejdsbølgeform af induktorstrømmen. Det kan ses, at: 1) induktansstrømfejlen i den næste klokcyklus er større end den i den foregående cyklus, hvilket indikerer, at induktansstrømfejlsignalet oscillerer og divergerer, og systemet er ustabilt; 2) Oscillationsperioden er to gange koblingsperioden, hvilket betyder, at oscillationsfrekvensen er halvdelen af koblingsfrekvensen. Dette er oprindelsen til navnet subharmonisk svingning. Figur 3 viser variationen af induktorstrøm, når systemets arbejdscyklus er større end 50 %, og der er et lille trin AD i arbejdscyklussen. Det kan ses, at systemet også udviser subharmonisk svingning. Når systemets driftscyklus er mindre end 50 %, selvom forstyrrelser i induktorstrømmen eller driftscyklussen også kan forårsage svingninger i induktorstrømfejlsignalet, hører denne oscillation til henfaldsoscillation. Systemet er stabilt.
