Voolu tipprežiimi alaharmooniliste võnkumiste uurimine lülitustoiteallikates
DC-DC lülitustoiteallikat on laialdaselt kasutatud elektroonika, elektriseadmete, kodumasinate valdkonnas ning see on jõudnud kiire arengu perioodi tänu väiksuse, kerge kaalu, kõrge efektiivsuse, stabiilse jõudluse jms eelistele. DC-DC lülitustoiteallikas kasutab lülititena toitepooljuhte ja reguleerib väljundpinget, kontrollides lülitite töötsüklit. Selle juhtimisahela topoloogia on jagatud voolurežiimiks ja pingerežiimiks, voolurežiimi juhtimist kasutatakse laialdaselt kiire dünaamilise reaktsiooni, lihtsustatud kompensatsiooniahela, suure võimenduse ribalaiuse, väikese väljundinduktiivsuse ja hõlpsa võrdsustamise eeliste tõttu. Voolurežiimi juhtimine jaguneb veel tippvoolu juhtimiseks ja keskmise voolu juhtimiseks ning tippvoolu eelised on järgmised:
1) Transientne suletud ahela reaktsioon on suhteliselt kiire ning mööduv reaktsioon sisendpinge muutustele ja väljundkoormuse muutustele on samuti suhteliselt kiire; 2) Juhtkontuuri on lihtne kujundada.
2) juhtkontuuri on lihtne kujundada; ja
3) omab lihtsat ja automaatset magnetilise tasakaalustamise funktsiooni; 4) omab transientset tippvoolu piiravat funktsiooni ja nii edasi. Kuid induktiivpooli tippvool võib põhjustada süsteemis subharmooniliste võnkumiste ilmnemist, palju kirjandust, kuigi see on teatud määral tutvustatud, kuid puudub süstemaatiline uurimine subharmooniliste võnkumiste, eriti selle põhjuste ja konkreetse vooluahela rakendamise kohta, see artikkel on süstemaatiline subharmoonilise võnkumise uurimine.
1 Subharmoonilise võnkumise põhjus
Võttes näitena PWM-moduleeritud tippvoolu režiimi lülitustoiteallika (nagu on näidatud joonisel 1, ja on toodud languse kompensatsiooni struktuur), analüüsitakse subharmooniliste võnkumiste põhjuseid üksikasjalikult erinevatest vaatenurkadest.
Voolu siseahela juhtimisrežiimi puhul näitab joonis 2 induktiivpooli voolu variatsiooni, kui süsteemi töötsükkel on suurem kui 50% ja induktiivpooli vool läbib väikese sammu ∆Script, kus pidev joon on induktiivpooli voolu lainekuju, kui süsteem töötab normaalselt ja katkendjoon on induktiivpooli voolu tegelik töölainekuju. On näha, et: 1) viimase takttsükli induktiivpooli vooluviga on suurem kui eelmise tsükli oma, st induktiivpooli voolu veasignaal võngub ja levib ning süsteem on ebastabiilne; 2) võnkeperiood on kahekordne lülitusperiood, st võnkesagedus on 1/2 lülitussagedusest, millest tulebki subharmoonilise võnke nimetus. Joonisel 3 on näidatud, kui süsteemi töötsükkel on suurem kui 50% ja töötsükkel toimub väikese sammu AD, kui induktiivpooli vool muutub, on näha, et süsteemis ilmneb ka subharmooniline võnkumine. Ja kui süsteemi töötsükkel on alla 50%, kuigi induktiivpooli voolu või töötsükli häirimine põhjustab ka induktiivpooli voolu veasignaali võnkumist, kuulub see võnkumine sumbumise võnkumise hulka. Süsteem on stabiilne.
