Subharmoonilise võnkumise lahtiharutamine lülitustoiteallikate tippvoolurežiimis
DC-Alalisvoolu lülitustoiteallikaid on laialdaselt kasutatud elektroonika, elektriseadmete ja kodumasinate valdkonnas tänu nende eelistele – väiksus, kerge kaal, kõrge kasutegur ja stabiilne jõudlus – ning need on jõudnud kiire arengu perioodi. DC-DC lülitustoiteallikad kasutavad lülititena toitepooljuhte, et reguleerida väljundpinget, kontrollides lülitite töötsüklit. Selle juhtimisahela topoloogia jaguneb voolurežiimiks ja pingerežiimiks. Voolurežiimi juhtimist kasutatakse laialdaselt tänu selle eelistele, nagu kiire dünaamiline reaktsioon, lihtsustatud kompensatsiooniahel, suur ribalaius, väike väljundinduktiivsus ja lihtne voolu jagamine. Voolurežiimi juhtimine jaguneb tippvoolu juhtimiseks ja keskmise voolu juhtimiseks. Tippvoolu eelised on: 1) kiire transientne suletud-ahela reaktsioon ja kiire siirdereaktsioon sisendpinge ja väljundkoormuse muutustele; 2) Juhtkontuuri on lihtne kujundada; 3) omab lihtsat automaatset magnetilise tasakaalu funktsiooni; 4) Sellel on hetkeline tippvoolu piiramise funktsioon jne. Kuid induktiivpooli tippvool võib põhjustada süsteemis subharmoonseid võnkumisi. Kuigi paljud kirjandused on seda mingil määral tutvustanud, ei ole nad süstemaatiliselt uurinud subharmoonseid võnkumisi, eriti nende põhjuseid ja spetsiifilisi ahelate teostusi. See artikkel viib läbi süstemaatilise uuringu subharmooniliste võnkumiste kohta.
1. harmoonilise võnkumise põhjus
Võttes näitena PWM-i modulatsiooni tippvoolu režiimi lülitustoiteallika (nagu on näidatud joonisel 1, ja esitatud on kallaku kompenseerimise struktuur), analüüsitakse subharmoonilise võnkumise põhjuseid üksikasjalikult erinevatest vaatenurkadest.
Voolu siseahela juhtimisrežiimi puhul on joonisel 2 näidatud induktiivpooli voolu kõikumine, kui süsteemi töötsükkel on suurem kui 50% ja induktiivpooli vool läbib väikese sammu △ 厶. Pidev joon tähistab induktiivpooli voolu lainekuju süsteemi normaalse töö ajal ja katkendjoon tähistab induktiivpooli voolu tegelikku töölainekuju. On näha, et: 1) induktiivvoolu viga järgmises takttsüklis on suurem kui eelmises tsüklis, mis näitab, et induktiivvoolu veasignaal võngub ja lahkneb ning süsteem on ebastabiilne; 2) Võnkeperiood on kahekordne lülitusperiood, mis tähendab, et võnkesagedus on pool lülitussagedusest. Sellest pärineb nimi subharmonic oscillation. Joonisel 3 on näidatud induktiivpooli voolu kõikumine, kui süsteemi töötsükkel on suurem kui 50% ja töötsüklis on väike samm AD. On näha, et süsteemil on ka subharmooniline võnkumine. Kui süsteemi töötsükkel on alla 50%, kuigi induktiivpooli voolu või töötsükli häired võivad samuti põhjustada võnkumisi induktiivpooli voolu veasignaalis, kuulub see võnkumine vaibumisvõnkumiste hulka. Süsteem on stabiilne.
