Subharmonisen värähtelyn tutkimus kytkentävirtalähteiden huippuvirtatilassa
DC-DC-hakkurivirtalähteitä on käytetty laajalti elektroniikan, sähkölaitteiden ja kodinkoneiden alalla niiden pienen koon, keveyden, korkean hyötysuhteen ja vakaan suorituskyvyn etujen vuoksi, ja ne ovat alkaneet kehittyä nopeasti. DC-DC-kytkentävirtalähteet käyttävät tehopuolijohteita kytkiminä lähtöjännitteen säätämiseen ohjaamalla kytkinten toimintajaksoa. Sen ohjauspiirin topologia on jaettu virta- ja jännitemoodiin. Virtatilan ohjausta käytetään laajalti sen etujen, kuten nopean dynaamisen vasteen, yksinkertaistetun kompensointipiirin, suuren vahvistuksen kaistanleveyden, pienen lähtöinduktanssin ja helpon virranjaon ansiosta. Virtatilan ohjaus on jaettu huippuvirran ohjaukseen ja keskimääräiseen virransäätöön. Huippuvirran edut ovat: 1) nopea transientti suljetun -silmukan vaste ja nopea transienttivaste tulojännitteen ja lähtökuorman muutoksiin; 2) Ohjaussilmukka on helppo suunnitella; 3) Siinä on yksinkertainen automaattinen magneettinen tasapainotoiminto; 4) Siinä on hetkellinen huippuvirtaa rajoittava toiminto jne. Induktorin huippuvirta voi kuitenkin aiheuttaa aliharmonisia värähtelyjä järjestelmässä. Vaikka monissa kirjallisuuksissa tämä on jossain määrin esitelty, he eivät ole systemaattisesti tutkineet aliharmonisia värähtelyjä, etenkään niiden syitä ja erityisiä piiritoteutuksia. Tämä artikkeli suorittaa systemaattisen tutkimuksen aliharmonisista värähtelyistä.
1. harmonisen värähtelyn syy
Ottamalla esimerkkinä PWM-modulaatiohuippuvirran tilan kytkentävirtalähde (kuten kuvassa 1 on esitetty, ja alaspäin kompensointirakenne on esitetty), aliharmonisen värähtelyn syitä analysoidaan yksityiskohtaisesti eri näkökulmista.
Virran sisäisen silmukan ohjaustilassa kuva 2 esittää induktorin virran vaihtelua, kun järjestelmän toimintajakso on suurempi kuin 50 % ja induktorin virta kulkee pienen askeleen. Yhtenäinen viiva edustaa induktorin virran aaltomuotoa järjestelmän normaalin toiminnan aikana ja katkoviiva edustaa kelan virran todellista toiminta-aaltomuotoa. Voidaan nähdä, että: 1) induktanssivirran virhe seuraavassa kellojaksossa on suurempi kuin edellisessä jaksossa, mikä osoittaa, että induktanssivirran virhesignaali värähtelee ja hajoaa ja järjestelmä on epävakaa; 2) Värähtelyjakso on kaksinkertainen kytkentäjaksoon verrattuna, mikä tarkoittaa, että värähtelytaajuus on puolet kytkentätaajuudesta. Tästä tulee nimi subharmonic oscillation. Kuvassa 3 on esitetty induktorin virran vaihtelu, kun järjestelmän toimintajakso on suurempi kuin 50 % ja toimintajaksossa on pieni askel AD. Voidaan nähdä, että järjestelmässä on myös aliharmonista värähtelyä. Kun järjestelmän toimintajakso on alle 50 %, vaikka häiriöt kelan virrassa tai toimintajaksossa voivat myös aiheuttaa värähtelyjä kelan virran virhesignaalissa, tämä värähtely kuuluu vaimennusvärähtelyyn. Järjestelmä on vakaa.
