Изследване на субхармоничните трептения в режим на пиков ток на импулсни захранвания
DC-DC импулсните захранващи устройства се използват широко в областта на електрониката, електрическото оборудване и домакинските уреди поради своите предимства на малък размер, леко тегло, висока ефективност и стабилна производителност и навлязоха в период на бързо развитие. DC-DC импулсните захранвания използват силови полупроводници като превключватели за регулиране на изходното напрежение чрез контролиране на работния цикъл на превключвателите. Топологията на неговата управляваща верига е разделена на режим на ток и режим на напрежение. Управлението на режима на ток се използва широко поради своите предимства като бърза динамична реакция, опростена схема на компенсация, голяма честотна лента на усилване, малка изходна индуктивност и лесно споделяне на ток. Контролът на токовия режим се разделя на контрол на пиков ток и контрол на среден ток. Предимствата на пиковия ток са: 1) бърз преходен отговор на затворен -контур и бърз преходен отговор на промени във входното напрежение и изходния товар; 2) Контролната верига е лесна за проектиране; 3) Има проста функция за автоматичен магнитен баланс; 4) Има функция за ограничаване на моментния пиков ток и т.н. Пиковият ток на индуктор обаче може да причини субхармонични трептения в системата. Въпреки че много литература е въвела това до известна степен, те не са изследвали систематично субхармоничните трептения, особено техните причини и специфични вериги. Тази статия ще проведе систематично изследване на субхармоничните трептения.
Причина за 1-во хармонично колебание
Вземайки за пример превключващото захранване в режим на пиков ток на ШИМ модулация (както е показано на Фигура 1 и е предоставена структура за компенсиране на наклона), причините за субхармоничните трептения се анализират подробно от различни гледни точки.
За текущия режим на управление на вътрешната верига Фигура 2 показва изменението на тока на индуктора, когато работният цикъл на системата е по-голям от 50% и токът на индуктора претърпява малка стъпка. Плътната линия представлява формата на вълната на индукторния ток по време на нормална работа на системата, а пунктираната линия представлява действителната работна форма на вълната на тока на индуктора. Може да се види, че: 1) грешката на индуктивния ток в следващия тактов цикъл е по-голяма от тази в предишния цикъл, което показва, че сигналът за грешка на индуктивния ток осцилира и се разминава и системата е нестабилна; 2) Периодът на трептене е два пъти по-голям от периода на превключване, което означава, че честотата на трептене е половината от честотата на превключване. Това е произходът на името субхармонично трептене. Фигура 3 показва изменението на тока на индуктора, когато работният цикъл на системата е по-голям от 50% и има малка стъпка AD в работния цикъл. Може да се види, че системата също проявява субхармонични трептения. Когато коефициентът на запълване на системата е по-малък от 50%, въпреки че смущенията в тока на индуктора или цикъла на запълване също могат да причинят колебания в сигнала за грешка на тока на индуктора, това колебание принадлежи към колебанията на затихване. Системата е стабилна.
