Studie av subharmoniska toppströmssvängningar i omkoppling av strömförsörjning
DC-DC switchande strömförsörjning har använts i stor utsträckning inom området elektronik, elektrisk utrustning, hushållsapparater och gick in i en period av snabb utveckling på grund av fördelarna med liten storlek, låg vikt, hög effektivitet, stabil prestanda, etc. DC-DC switchande strömförsörjning använder krafthalvledare som omkopplare och justerar utspänningen genom att styra switcharnas arbetscykel. Dess styrkrets topologi är uppdelad i strömläge och spänningsläge, strömlägesstyrning används i stor utsträckning på grund av fördelarna med snabb dynamisk respons, förenklad kompensationskrets, stor förstärkningsbandbredd, liten utgångsinduktans och enkel utjämning. Strömlägeskontroll är vidare uppdelad i toppströmskontroll och medelströmkontroll, och fördelarna med toppström är:
1) Transientsvaret med sluten slinga är relativt snabbt, och det transienta svaret på förändringar i inspänningen och förändringar i utgångsbelastningen är också relativt snabbt; 2) Kontrollslingan är lätt att designa.
2) kontrollslingan är lätt att designa; och
3) har en enkel och automatisk magnetisk balanseringsfunktion; 4) har en övergående toppströmbegränsande funktion och så vidare. Men toppen induktorström kan orsaka att systemet visas subharmonisk svängning, många litteratur, även om detta introduceras till viss del, men det finns ingen systematisk studie av subharmonisk svängning, särskilt dess orsaker och specifika kretsimplementering, kommer detta dokument att vara en systematisk studie av subharmonisk svängning.
1 Orsaken till subharmonisk svängning
Om man tar den PWM-modulerade strömförsörjningen för toppströmsläge som ett exempel (såsom visas i fig. 1, och nedåtlutningskompensationsstrukturen ges), analyseras orsakerna till subharmoniska svängningar i detalj från olika perspektiv.
För det aktuella styrläget för den inre slingan visar Fig. 2 induktorströmvariationen när systemets arbetscykel är större än 50 % och induktorströmmen genomgår ett litet steg ∆Script, där den heldragna linjen är vågformen för induktorströmmen när systemet fungerar normalt och den streckade linjen är den faktiska driftvågformen för induktorströmmen. Det kan ses att: 1) induktorströmfelet för den senare klockcykeln är större än det för den föregående cykeln, dvs induktorströmfelsignalen oscillerar och sprids ut, och systemet är instabilt; 2) svängningsperioden är två gånger kopplingsperioden, dvs svängningsfrekvensen är 1/2 av kopplingsfrekvensen, vilket är där namnet på den subharmoniska svängningen kommer ifrån. Figur 3 visar när systemets arbetscykel är större än 50% och arbetscykeln inträffar ett litet steg AD när induktorströmmen ändras, det kan ses att systemet också kommer att uppträda subharmonisk svängning. Och när systemets arbetscykel är mindre än 50 %, även om störningen av induktorströmmen eller arbetscykeln också kommer att orsaka att induktorströmfelsignalen oscillerar, tillhör denna svängning dämpningsoscillationen. Systemet är stabilt.
