Proučavanje subharmonijskih oscilacija vršne struje u sklopnim izvorima napajanja
DC-DC preklopno napajanje ima široku primjenu u području elektronike, električne opreme, kućanskih aparata i ušlo je u razdoblje brzog razvoja zbog prednosti male veličine, male težine, visoke učinkovitosti, stabilnih performansi itd. DC-DC prekidačko napajanje prihvaća poluvodiče snage kao sklopke i podešava izlazni napon kontroliranjem radnog ciklusa sklopki. Topologija njegovog upravljačkog kruga podijeljena je na strujni način i naponski način rada, upravljanje strujnim načinom rada široko se koristi zbog prednosti brzog dinamičkog odziva, pojednostavljenog kompenzacijskog kruga, velike propusnosti pojačanja, malog izlaznog induktiviteta i lakog izjednačavanja. Regulacija strujnog načina rada dalje se dijeli na kontrolu vršne struje i kontrolu prosječne struje, a prednosti vršne struje su:
1) Prijelazni odziv zatvorene petlje je relativno brz, a prijelazni odgovor na promjene u ulaznom naponu i promjene u izlaznom opterećenju također je relativno brz; 2) Kontrolnu petlju lako je dizajnirati.
2) regulacijski krug je lako projektirati; i
3) ima jednostavnu i automatsku funkciju magnetskog balansiranja; 4) ima funkciju ograničenja prolazne vršne struje i tako dalje. Međutim, vršna struja induktora može uzrokovati pojavu subharmonijskih oscilacija u sustavu, mnoga literatura, iako je to u određenoj mjeri uvedena, ali ne postoji sustavno proučavanje subharmonijskih oscilacija, posebno njezinih uzroka i specifične implementacije kruga, ovaj će rad biti sustavan proučavanje subharmonijskog titranja.
1 Uzrok subharmonijskog titranja
Uzimajući PWM modulirano vršno strujno napajanje sklopnog načina rada kao primjer (kao što je prikazano na slici 1, i dana je struktura kompenzacije silaznog nagiba), uzroci subharmonijskih oscilacija detaljno su analizirani iz različitih perspektiva.
Za trenutni način upravljanja unutarnjom petljom, slika 2 prikazuje varijaciju struje induktora kada je radni ciklus sustava veći od 50% i struja induktora prolazi kroz mali korak ∆Skripta, gdje je puna linija valni oblik struje induktora kada sustav radi normalno, a isprekidana linija je stvarni radni valni oblik struje induktora. Može se vidjeti da: 1) pogreška struje induktora posljednjeg ciklusa takta je veća od one prethodnog ciklusa, tj. signal pogreške struje induktora oscilira i širi se, a sustav je nestabilan; 2) period titranja je dva puta veći od sklopnog perioda, tj. frekvencija titranja je 1/2 sklopne frekvencije, otkud i naziv subharmonijsko titranje. Slika 3 prikazuje kada je radni ciklus sustava veći od 50% i radni ciklus se javlja malim korakom AD kada se mijenja struja induktora, može se vidjeti da će se u sustavu također pojaviti subharmonijske oscilacije. A kada je radni ciklus sustava manji od 50%, iako će poremećaj struje induktora ili radnog ciklusa također uzrokovati osciliranje signala pogreške struje induktora, ovo osciliranje pripada oscilaciji prigušenja. Sustav je stabilan.
