Istraživanje subharmoničkih oscilacija u režimu vršne struje prekidačkog napajanja
DC-DC prekidačko napajanje ima široku primenu u oblastima elektronike, električne opreme i kućnih aparata zbog svojih prednosti male veličine, male težine, visoke efikasnosti i stabilnih performansi, ulazeći u period brzog razvoja. DC-DC prekidačko napajanje koristi energetske poluvodiče kao prekidače i prilagođava izlazni napon kontroliranjem radnog ciklusa prekidača. Topologija upravljačkog kruga podijeljena je na strujni i naponski način. Kontrola strujnog režima se široko koristi zbog svojih prednosti kao što su brzi dinamički odziv, pojednostavljeni kompenzacioni krug, veliki opseg pojačanja, mala izlazna induktivnost i lako dijeljenje struje. Kontrola trenutnog načina rada dalje se dijeli na kontrolu vršne struje i kontrolu srednje struje. Prednosti vršne struje su: 1) brz prolazni odziv zatvorene petlje, kao i brz prelazni odziv na promene ulaznog napona i izlaznog opterećenja; 2) Kontrolnu petlju je lako dizajnirati; 3) Opremljen jednostavnom i automatskom funkcijom magnetnog balansa; 4) Opremljen trenutnom funkcijom ograničavanja vršne struje, itd. Međutim, struja vršne induktivnosti može uzrokovati subharmoničke oscilacije u sistemu. Iako je mnoga literatura to donekle uvela, nije bilo sistematskog istraživanja subharmoničkih oscilacija, posebno njihovih uzroka i specifične implementacije kola. Ovaj članak će provesti sistematsko proučavanje subharmoničkih oscilacija.
Uzroci oscilacije 1. harmonika
Uzimajući PWM modulaciju vršnog strujnog režima prekidačkog napajanja kao primjer (kao što je prikazano na slici 1, i pružajući strukturu kompenzacije naniže nagib), detaljna analiza je sprovedena iz različitih perspektiva o uzrocima subharmoničkih oscilacija.
Za režim kontrole strujne unutrašnje petlje, Slika 2 prikazuje promjenu struje induktivnosti kada je radni ciklus sistema veći od 50 posto i struja induktivnosti prolazi kroz mali korak Δ, gdje puna linija predstavlja talasni oblik struje induktivnosti tokom normalnog rada sistema, i isprekidana linija predstavlja stvarni radni talasni oblik induktivne struje. Vidi se da je: 1) greška struje induktivnosti poslednjeg takta veća od greške struje induktivnosti prethodnog ciklusa, odnosno signal greške induktivne struje osciluje i divergira, a sistem je nestabilan; 2) Period oscilovanja je dvostruko veći od perioda prebacivanja, odnosno frekvencija oscilovanja je 1/2 frekvencije uključivanja, od čega potiče naziv subharmonične oscilacije. Slika 3 prikazuje varijaciju struje induktivnosti kada je radni ciklus sistema veći od 50 procenata i postoji mali korak AD u radnom ciklusu, što ukazuje da će sistem takođe iskusiti subharmonične oscilacije. Kada je radni ciklus sistema manji od 50 posto, iako poremećaji u struji induktivnosti ili ciklusu rada također mogu uzrokovati oscilaciju u signalu greške induktivne struje, ova oscilacija pripada oscilaciji prigušenja. Sistem je stabilan.
