Penelitian tentang osilasi subharmonik dalam mode peralihan catu daya arus puncak
Catu daya switching DC-DC telah banyak digunakan di bidang elektronik, peralatan listrik, dan peralatan rumah tangga karena keunggulannya dalam ukuran kecil, ringan, efisiensi tinggi, dan kinerja stabil, memasuki periode perkembangan pesat. Catu daya switching DC-DC menggunakan semikonduktor daya sebagai sakelar dan menyesuaikan tegangan keluaran dengan mengontrol siklus kerja sakelar. Topologi rangkaian kontrol 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 lagi menjadi kontrol arus puncak dan kontrol arus rata-rata. Keuntungan arus puncak adalah: 1) respon transien loop tertutup yang cepat, serta respon transien yang cepat terhadap perubahan tegangan masukan dan beban keluaran; 2) Lingkaran kontrol mudah dirancang; 3) Dilengkapi dengan fungsi keseimbangan magnetik sederhana dan otomatis; 4) Dilengkapi dengan fungsi pembatas arus puncak sesaat, dll. Namun, arus induktansi puncak dapat menyebabkan osilasi subharmonik dalam sistem. Meskipun banyak literatur telah memperkenalkan hal ini sampai batas tertentu, belum ada penelitian sistematis tentang osilasi subharmonik, 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 menyediakan struktur kompensasi kemiringan bawah), analisis terperinci dilakukan dari perspektif berbeda tentang penyebab osilasi subharmonik.
Untuk mode kontrol loop dalam saat ini, Gambar 2 menunjukkan perubahan arus induktansi ketika siklus kerja sistem lebih besar dari 50% dan arus induktansi mengalami langkah kecil Δ, di mana garis padat mewakili bentuk gelombang arus induktansi selama operasi sistem normal, dan garis putus-putus mewakili bentuk gelombang kerja aktual dari arus induktansi. Terlihat bahwa: 1) kesalahan arus induktansi pada siklus jam terakhir lebih besar daripada kesalahan arus induktansi pada siklus sebelumnya, yaitu sinyal kesalahan arus induktansi berosilasi dan menyimpang, dan sistem tidak stabil; 2) Periode osilasi adalah dua kali periode switching, yaitu frekuensi osilasi adalah 1/2 dari frekuensi switching, yang merupakan asal usul nama osilasi subharmonik. Gambar 3 menunjukkan variasi arus induktansi ketika siklus kerja sistem lebih besar dari 50% dan terdapat langkah AD kecil dalam siklus kerja, yang menunjukkan bahwa sistem juga akan mengalami osilasi subharmonik. Ketika siklus kerja sistem kurang dari 50%, meskipun gangguan pada arus induktansi atau siklus kerja juga dapat menyebabkan osilasi pada sinyal kesalahan arus induktansi, osilasi ini termasuk dalam osilasi atenuasi. Sistemnya stabil.
