Desentrañar la oscilación subarmónica en el modo de corriente máxima de las fuentes de alimentación conmutadas
CC-Las fuentes de alimentación conmutadas CC se han utilizado ampliamente en los campos de la electrónica, los equipos eléctricos y los electrodomésticos debido a sus ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia y rendimiento estable, y han entrado en un período de rápido desarrollo. DC-Las fuentes de alimentación conmutadas DC utilizan semiconductores de potencia como interruptores para ajustar el voltaje de salida controlando el ciclo de trabajo de los interruptores. La topología de su circuito de control se divide en modo actual y modo voltaje. El control del modo actual se usa ampliamente debido a sus ventajas, como una respuesta dinámica rápida, un circuito de compensación simplificado, un gran ancho de banda de ganancia, una inductancia de salida pequeña y un fácil intercambio de corriente. El control del modo actual se divide en control de corriente máxima y control de corriente promedio. Las ventajas de la corriente máxima son: 1) respuesta transitoria rápida de bucle cerrado-y respuesta transitoria rápida a cambios en el voltaje de entrada y la carga de salida; 2) El circuito de control es fácil de diseñar; 3) Tiene una función de equilibrio magnético automático simple; 4) Tiene una función de limitación de corriente máxima instantánea, etc. Sin embargo, la corriente máxima del inductor puede causar oscilaciones subarmónicas en el sistema. Aunque mucha literatura ha introducido esto hasta cierto punto, no han estudiado sistemáticamente las oscilaciones subarmónicas, especialmente sus causas e implementaciones de circuitos específicos. Este artículo realizará un estudio sistemático sobre las oscilaciones subarmónicas.
Causa de la primera oscilación armónica
Tomando como ejemplo la fuente de alimentación conmutada del modo de corriente máxima con modulación PWM (como se muestra en la Figura 1, y se proporciona la estructura de compensación de pendiente descendente), las causas de la oscilación subarmónica se analizan en detalle desde diferentes perspectivas.
Para el modo de control de bucle interno actual, la Figura 2 muestra la variación de la corriente del inductor cuando el ciclo de trabajo del sistema es superior al 50 % y la corriente del inductor sufre un pequeño paso △ 厶. La línea continua representa la forma de onda de la corriente del inductor durante el funcionamiento normal del sistema y la línea discontinua representa la forma de onda de funcionamiento real de la corriente del inductor. Se puede ver que: 1) el error de corriente de inductancia en el siguiente ciclo de reloj es mayor que el del ciclo anterior, lo que indica que la señal de error de corriente de inductancia oscila y diverge, y el sistema es inestable; 2) El período de oscilación es el doble del período de conmutación, lo que significa que la frecuencia de oscilación es la mitad de la frecuencia de conmutación. Este es el origen del nombre de oscilación subarmónica. La Figura 3 muestra la variación de la corriente del inductor cuando el ciclo de trabajo del sistema es mayor al 50% y hay un pequeño paso AD en el ciclo de trabajo. Se puede observar que el sistema también presenta oscilación subarmónica. Cuando el ciclo de trabajo del sistema es inferior al 50%, aunque las perturbaciones en la corriente del inductor o el ciclo de trabajo también pueden causar oscilaciones en la señal de error de la corriente del inductor, esta oscilación pertenece a la oscilación de caída. El sistema es estable.
