Pesquisa sobre oscilação subharmônica no modo de corrente de pico de fontes chaveadas
DC-As fontes de alimentação chaveadas DC têm sido amplamente utilizadas nas áreas de eletrônicos, equipamentos elétricos e eletrodomésticos devido às suas vantagens de tamanho pequeno, peso leve, alta eficiência e desempenho estável, e entraram em um período de rápido desenvolvimento. Fontes de alimentação chaveadas CC-CC usam semicondutores de potência como chaves para ajustar a tensão de saída controlando o ciclo de trabalho das chaves. Sua topologia de circuito de controle é dividida em modo corrente e modo tensão. O controle do modo de corrente é amplamente utilizado devido às suas vantagens, como resposta dinâmica rápida, circuito de compensação simplificado, grande largura de banda de ganho, pequena indutância de saída e fácil compartilhamento de corrente. O controle do modo atual é dividido em controle de corrente de pico e controle de corrente média. As vantagens da corrente de pico são: 1) resposta transitória rápida em circuito-fechado e resposta transitória rápida a mudanças na tensão de entrada e na carga de saída; 2) O circuito de controle é fácil de projetar; 3) Possui uma função simples de equilíbrio magnético automático; 4) Possui função de limitação de corrente de pico instantânea, etc. No entanto, a corrente de pico do indutor pode causar oscilações subharmônicas no sistema. Embora muita literatura tenha introduzido isso até certo ponto, eles não estudaram sistematicamente as oscilações subharmônicas, especialmente suas causas e implementações de circuitos específicos. Este artigo realizará um estudo sistemático sobre oscilações subharmônicas.
Causa da oscilação do 1º harmônico
Tomando como exemplo a fonte de alimentação de comutação do modo de corrente de pico de modulação PWM (como mostrado na Figura 1, e a estrutura de compensação de descida é fornecida), as causas da oscilação subharmônica são analisadas detalhadamente de diferentes perspectivas.
Para o modo de controle da malha interna de corrente, a Figura 2 mostra a variação da corrente do indutor quando o ciclo de trabalho do sistema é superior a 50% e a corrente do indutor sofre um pequeno degrau. A linha sólida representa a forma de onda da corrente do indutor durante a operação normal do sistema, e a linha tracejada representa a forma de onda de trabalho real da corrente do indutor. Pode-se observar que: 1) o erro da corrente da indutância no próximo ciclo de clock é maior que o do ciclo anterior, indicando que o sinal de erro da corrente da indutância oscila e diverge, e o sistema está instável; 2) O período de oscilação é o dobro do período de comutação, o que significa que a frequência de oscilação é metade da frequência de comutação. Esta é a origem do nome oscilação subharmônica. A Figura 3 mostra a variação da corrente do indutor quando o ciclo de trabalho do sistema é maior que 50% e há um pequeno passo AD no ciclo de trabalho. Pode-se observar que o sistema também apresenta oscilação subharmônica. Quando o ciclo de trabalho do sistema é inferior a 50%, embora perturbações na corrente do indutor ou no ciclo de trabalho também possam causar oscilações no sinal de erro da corrente do indutor, essa oscilação pertence à oscilação de decaimento. O sistema é estável.
