Studie om subharmonisk oscillation i toppströmslägesväxling av strömförsörjning
DC-DC-strömförsörjning har använts i stor utsträckning inom elektronik, elektrisk utrustning och hushållsapparater på grund av deras fördelar med liten storlek, låg vikt, hög effektivitet och stabil prestanda, och har gått in i en period av snabb utveckling. DC-DC-omkopplande strömförsörjningar använder effekthalvledare som strömbrytare för att justera utspänningen genom att styra brytarnas arbetscykel. Dess styrkrets topologi 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. Strömlägeskontroll är uppdelad i toppströmskontroll och medelströmskontroll. Fördelarna med toppström är: 1) snabb transient respons med sluten-slinga och snabb transient respons på förändringar i inspänning och utgående last; 2) Kontrollslingan är lätt att designa; 3) Har en enkel automatisk magnetisk balansfunktion; 4) Har momentan toppströmbegränsande funktion etc. Däremot kan toppinduktorström orsaka subharmoniska svängningar i systemet. Även om många litteratur har introducerat detta i viss utsträckning, har de inte systematiskt studerat subharmoniska svängningar, särskilt deras orsaker och specifika kretsimplementationer. Denna artikel kommer att genomföra en systematisk studie om subharmoniska svängningar.
Orsak till 1:a övertonssvängningen
Om man tar PWM-modulationens toppströmslägesomkopplingsströmförsörjning som ett exempel (såsom visas i figur 1, och nedåtlutningskompensationsstrukturen tillhandahålls), analyseras orsakerna till subharmonisk oscillation i detalj från olika perspektiv.
För styrläget för den aktuella inre slingan visar figur 2 variationen av induktorström när systemets arbetscykel är större än 50 % och induktorströmmen genomgår ett litet steg △ 厶. Den heldragna linjen representerar induktorströmvågformen under normal systemdrift, och den streckade linjen representerar den faktiska arbetsvågformen för induktorströmmen. Det kan ses att: 1) induktansströmfelet i nästa klockcykel är större än det i föregående cykel, vilket indikerar att induktansströmfelsignalen oscillerar och divergerar, och systemet är instabilt; 2) Svängningsperioden är två gånger kopplingsperioden, vilket betyder att svängningsfrekvensen är hälften av kopplingsfrekvensen. Detta är ursprunget till namnet subharmonisk svängning. Figur 3 visar variationen av induktorström när systemets arbetscykel är större än 50 % och det finns ett litet steg AD i arbetscykeln. Det kan ses att systemet också uppvisar subharmonisk svängning. När systemets arbetscykel är mindre än 50 %, även om störningar i induktorströmmen eller arbetscykeln också kan orsaka svängningar i induktorströmfelsignalen, tillhör denna svängning avklingningsoscillation. Systemet är stabilt.
