Дослідження субгармонійних коливань в режимі пікового струму імпульсних джерел живлення
DC-Імпульсні джерела живлення постійного струму широко використовувалися в електроніці, електричному обладнанні та побутовій техніці завдяки своїм перевагам у малих розмірах, малій вазі, високій ефективності та стабільній продуктивності, і вступили в період швидкого розвитку. DC-Імпульсні джерела живлення постійного струму використовують силові напівпровідники як перемикачі для регулювання вихідної напруги шляхом керування робочим циклом перемикачів. Його топологія схеми керування поділяється на режим струму та режим напруги. Регулювання струмового режиму широко використовується завдяки таким перевагам, як швидка динамічна відповідь, спрощена схема компенсації, велика смуга пропускання підсилення, мала вихідна індуктивність і легкий розподіл струму. Регулювання струмового режиму поділяється на контроль пікового струму та контроль середнього струму. Перевагами пікового струму є: 1) швидка перехідна реакція замкнутого -циклу та швидка перехідна реакція на зміни вхідної напруги та вихідного навантаження; 2) Контур керування простий у проектуванні; 3) Має просту функцію автоматичного магнітного балансу; 4) Має функцію обмеження миттєвого пікового струму тощо. Однак піковий струм індуктора може викликати субгармонічні коливання в системі. Незважаючи на те, що багато літератури ввели це до певної міри, вони не систематично вивчали субгармонічні коливання, особливо їх причини та конкретні схеми реалізації. У цій статті буде проведено систематичне дослідження субгармонічних коливань.
Причина коливання 1-ї гармонії
На прикладі імпульсного джерела живлення в режимі пікового струму ШІМ-модуляції (як показано на малюнку 1, і представлена структура компенсації спаду), причини субгармонічних коливань детально аналізуються з різних точок зору.
Для режиму керування внутрішнім контуром струму на малюнку 2 показано зміну струму індуктивності, коли робочий цикл системи перевищує 50% і струм індуктора зазнає невеликого кроку. Суцільна лінія представляє форму хвилі струму індуктора під час нормальної роботи системи, а пунктирна лінія представляє фактичну робочу форму струму індуктора. Можна побачити, що: 1) похибка струму індуктивності в наступному такті більша, ніж у попередньому циклі, що вказує на те, що сигнал похибки струму індуктивності коливається та розходиться, а система нестабільна; 2) Період коливань вдвічі перевищує період перемикання, що означає, що частота коливань становить половину частоти перемикань. Звідси і пішла назва субгармонійного коливання. На рисунку 3 показано зміну струму індуктора, коли робочий цикл системи перевищує 50% і є невеликий крок AD у робочому циклі. Видно, що система також демонструє субгармонійні коливання. Коли робочий цикл системи становить менше 50%, хоча збурення в струмі індуктора або робочому циклі також можуть спричинити коливання в сигналі помилки струму індуктора, це коливання належить до коливань загасання. Система стабільна.
