Istraživanje subharmonijskih oscilacija u režimu vršne struje prekidačkih izvora napajanja
DC-DC prekidačka napajanja su se široko koristila u oblastima elektronike, električne opreme i kućnih aparata zbog svojih prednosti male veličine, male težine, visoke efikasnosti i stabilnih performansi, te su ušla u period brzog razvoja. DC-DC prekidačka napajanja koriste energetske poluvodiče kao prekidače za podešavanje izlaznog napona kontroliranjem radnog ciklusa prekidača. Njegova 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 je podijeljena na kontrolu vršne struje i kontrolu srednje struje. Prednosti vršne struje su: 1) brz prolazni odziv zatvorene-petlje i brz prolazni odziv na promjene ulaznog napona i izlaznog opterećenja; 2) Kontrolnu petlju je lako dizajnirati; 3) Ima jednostavnu automatsku funkciju magnetnog balansa; 4) Ima funkciju trenutnog ograničavanja vršne struje, itd. Međutim, vršna struja induktora može uzrokovati subharmoničke oscilacije u sistemu. Iako je mnoga literatura to donekle uvela, nisu sistematski proučavali subharmoničke oscilacije, posebno njihove uzroke i specifične implementacije kola. Ovaj članak će provesti sistematsko proučavanje subharmoničkih oscilacija.
Uzrok oscilacije 1. harmonika
Uzimajući za primjer komutacijsko napajanje u režimu vršne struje PWM modulacije (kao što je prikazano na slici 1, a data je i struktura kompenzacije prema dolje), uzroci subharmoničkih oscilacija su detaljno analizirani iz različitih perspektiva.
Za režim kontrole strujne unutrašnje petlje, Slika 2 prikazuje varijaciju struje induktora kada je radni ciklus sistema veći od 50% i struja induktora prolazi kroz mali korak. Puna linija predstavlja talasni oblik struje induktora tokom normalnog rada sistema, a isprekidana linija predstavlja stvarni radni talasni oblik struje induktora. Može se videti da: 1) greška struje induktivnosti u sledećem ciklusu takta veća je od one u prethodnom ciklusu, što ukazuje da signal greške struje induktivnosti osciluje i divergira, a sistem je nestabilan; 2) Period oscilovanja je dvostruko veći od perioda uključivanja, što znači da je frekvencija oscilovanja polovina frekvencije prebacivanja. Odatle potiče naziv subharmonične oscilacije. Slika 3 prikazuje varijaciju struje induktora kada je radni ciklus sistema veći od 50% i postoji mali korak AD u radnom ciklusu. Vidi se da sistem takođe pokazuje subharmonične oscilacije. Kada je radni ciklus sistema manji od 50%, iako poremećaji struje induktora ili radnog ciklusa također mogu uzrokovati oscilacije u signalu greške struje induktora, ova oscilacija pripada oscilaciji opadanja. Sistem je stabilan.
