Forskning om subharmonisk oscillation i toppströmsläge för omkoppling av strömförsörjning
DC-DC switchande strömförsörjning har använts i stor utsträckning inom områdena elektronik, elektrisk utrustning och hushållsapparater på grund av dess fördelar med liten storlek, låg vikt, hög effektivitet och stabil prestanda, vilket går in i en period av snabb utveckling. DC-DC switchande strömförsörjning använder krafthalvledare som brytare och justerar utspänningen genom att styra brytarnas arbetscykel. Styrkretstopologin är uppdelad i strömläge och spänningsläge. Strömlägeskontroll används i stor utsträckning på grund av dess fördelar som snabb dynamisk respons, förenklad kompensationskrets, stor förstärkningsbandbredd, liten utgångsinduktans och enkel strömdelning. Strömlägesstyrning är vidare uppdelad i toppströmstyrning och medelströmstyrning. Fördelarna med toppström är: 1) snabb transient respons med sluten slinga, såväl som snabb transient respons på förändringar i inspänning och utgångsbelastning; 2) Kontrollslingan är lätt att designa; 3) Utrustad med enkel och automatisk magnetisk balansfunktion; 4) Utrustad med momentan toppströmbegränsningsfunktion etc. Dock kan toppinduktansström orsaka subharmoniska svängningar i systemet. Även om många litteratur har introducerat detta i viss utsträckning, har det inte gjorts någon systematisk forskning om subharmoniska svängningar, särskilt deras orsaker och specifika kretsimplementering. Denna artikel kommer att genomföra en systematisk studie av subharmoniska svängningar.
Orsaker till 1:a övertonssvängning
Om man tar PWM-modulering av toppströmslägesväxling av strömförsörjning som ett exempel (som visas i figur 1, och tillhandahåller en nedåtlutningskompensationsstruktur), utförs en detaljerad analys från olika perspektiv av orsakerna till subharmonisk oscillation.
För det aktuella styrläget för den inre slingan visar figur 2 induktansströmändringen när systemets arbetscykel är större än 50 procent och induktansströmmen genomgår ett litet steg Δ, där den heldragna linjen representerar induktansströmvågformen under normal systemdrift, och den streckade linjen representerar den faktiska arbetsvågformen för induktansströmmen. Det kan ses att: 1) induktansströmfelet för den senare klockcykeln är större än induktansströmfelet för den föregående cykeln, dvs induktansströmfelsignalen oscillerar och divergerar, och systemet är instabilt; 2) Svängningsperioden är två gånger kopplingsperioden, det vill säga svängningsfrekvensen är 1/2 av kopplingsfrekvensen, vilket är ursprunget till namnet subharmonisk svängning. Figur 3 visar variationen av induktansström när systemets arbetscykel är större än 50 procent och det finns ett litet steg AD i arbetscykeln, vilket indikerar att systemet också kommer att uppleva subharmonisk svängning. När systemets arbetscykel är mindre än 50 procent, även om störningar i induktansströmmen eller arbetscykeln också kan orsaka oscillation i induktansströmfelsignalen, hör denna svängning till dämpningsoscillationen. Systemet är stabilt.
