Kajian Osilasi Subharmonik pada Catu Daya Pengalihan Mode Arus Puncak
DC-Pasokan daya switching DC telah banyak digunakan di bidang elektronik, peralatan listrik, dan peralatan rumah tangga karena keunggulannya dalam ukuran kecil, ringan, efisiensi tinggi, dan kinerja stabil, serta telah memasuki periode perkembangan pesat. Catu daya switching DC-DC menggunakan semikonduktor daya sebagai sakelar untuk menyesuaikan tegangan keluaran dengan mengontrol siklus kerja sakelar. Topologi rangkaian kontrolnya dibagi menjadi mode arus dan mode tegangan. Kontrol mode arus banyak digunakan karena kelebihannya seperti respons dinamis yang cepat, rangkaian kompensasi yang disederhanakan, bandwidth gain besar, induktansi keluaran kecil, dan pembagian arus yang mudah. Kontrol mode saat ini dibagi menjadi kontrol arus puncak dan kontrol arus rata-rata. Keuntungan arus puncak adalah: 1) respons loop tertutup transien yang cepat, dan respons transien yang cepat terhadap perubahan tegangan masukan dan beban keluaran; 2) Lingkaran kontrol mudah dirancang; 3) Memiliki fungsi keseimbangan magnetik otomatis sederhana; 4) Memiliki fungsi pembatas arus puncak sesaat, dll. Namun, arus induktor puncak dapat menyebabkan osilasi subharmonik dalam sistem. Meskipun banyak literatur telah memperkenalkan hal ini sampai batas tertentu, mereka belum mempelajari osilasi subharmonik secara sistematis, terutama penyebab dan implementasi rangkaian spesifiknya. Artikel ini akan melakukan studi sistematis tentang osilasi subharmonik.
Penyebab osilasi harmonik ke-1
Mengambil contoh catu daya peralihan mode arus puncak modulasi PWM (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, dan struktur kompensasi kemiringan bawah disediakan), penyebab osilasi subharmonik dianalisis secara rinci dari berbagai perspektif.
Untuk mode kontrol loop dalam saat ini, Gambar 2 menunjukkan variasi arus induktor ketika siklus kerja sistem lebih besar dari 50% dan arus induktor mengalami langkah kecil △ 厶. Garis padat mewakili bentuk gelombang arus induktor selama operasi sistem normal, dan garis putus-putus mewakili bentuk gelombang kerja sebenarnya dari arus induktor. Terlihat bahwa: 1) kesalahan arus induktansi pada siklus clock berikutnya lebih besar dari pada siklus sebelumnya, yang menunjukkan bahwa sinyal kesalahan arus induktansi berosilasi dan menyimpang, dan sistem tidak stabil; 2) Periode osilasi adalah dua kali periode switching, yang berarti frekuensi osilasi adalah setengah dari frekuensi switching. Dari sinilah asal usul nama osilasi subharmonik. Gambar 3 menunjukkan variasi arus induktor ketika siklus kerja sistem lebih besar dari 50% dan terdapat langkah AD kecil dalam siklus kerja. Terlihat bahwa sistem juga menunjukkan osilasi subharmonik. Ketika siklus kerja sistem kurang dari 50%, meskipun gangguan pada arus induktor atau siklus kerja juga dapat menyebabkan osilasi pada sinyal kesalahan arus induktor, osilasi ini termasuk dalam osilasi peluruhan. Sistemnya stabil.
