Истраживање субхармоничке осцилације у режиму вршне струје прекидачких извора напајања
ДЦ-ДЦ прекидачки извори напајања се широко користе у областима електронике, електричне опреме и кућних апарата због својих предности мале величине, мале тежине, високе ефикасности и стабилних перформанси и ушли су у период брзог развоја. ДЦ-ДЦ прекидачки извори напајања користе енергетске полупроводнике као прекидаче за подешавање излазног напона контролисањем радног циклуса прекидача. Његова топологија управљачког кола је подељена на режим струје и режим напона. Контрола струјног режима се широко користи због својих предности као што су брзи динамички одзив, поједностављено компензационо коло, велики опсег појачања, мала излазна индуктивност и лако дељење струје. Контрола тренутног режима се дели на контролу вршне струје и контролу средње струје. Предности вршне струје су: 1) брз пролазни одзив затворене-петље и брз прелазни одзив на промене улазног напона и излазног оптерећења; 2) Контролну петљу је лако дизајнирати; 3) Има једноставну аутоматску функцију магнетног баланса; 4) Има функцију тренутног ограничавања вршне струје, итд. Међутим, вршна струја индуктора може изазвати субхармоничке осцилације у систему. Иако је многа литература то донекле увела, нису систематски проучавали субхармоничке осцилације, посебно њихове узроке и специфичне имплементације кола. Овај чланак ће спровести систематско проучавање субхармоничких осцилација.
Узрок осциловања 1. хармоника
Узимајући за пример комутационо напајање режима вршне струје ПВМ модулације (као што је приказано на слици 1, а дата је структура компензације наниже), узроци субхармоничке осцилације су детаљно анализирани из различитих перспектива.
За режим контроле струје унутрашње петље, Слика 2 приказује варијацију струје индуктора када је радни циклус система већи од 50% и струја индуктора пролази кроз мали корак. Пуна линија представља таласни облик струје индуктора током нормалног рада система, а испрекидана линија представља стварни радни таласни облик струје индуктора. Може се видети да је: 1) грешка струје индуктивности у следећем циклусу такта већа од оне у претходном циклусу, што указује да сигнал грешке струје индуктивности осцилује и дивергира, а систем је нестабилан; 2) Период осциловања је двоструко већи од периода укључивања, што значи да је фреквенција осциловања половина фреквенције пребацивања. Одатле потиче назив субхармоничне осцилације. Слика 3 приказује варијацију струје индуктора када је радни циклус система већи од 50% и постоји мали корак АД у радном циклусу. Може се видети да систем такође показује субхармоничку осцилацију. Када је радни циклус система мањи од 50%, иако поремећаји струје индуктора или радног циклуса такође могу изазвати осцилације у сигналу грешке струје индуктора, ова осцилација припада осцилацији опадања. Систем је стабилан.
