بررسی نوسانات ساب هارمونیک حالت پیک جریان در منابع تغذیه سوئیچینگ
منبع تغذیه سوئیچینگ DC-DC به طور گسترده در زمینه الکترونیک، تجهیزات الکتریکی، لوازم خانگی استفاده شده است و به دلیل مزایای اندازه کوچک، وزن سبک، راندمان بالا، عملکرد پایدار و غیره وارد دوره توسعه سریع شده است. DC-DC منبع تغذیه سوئیچینگ نیمه هادی های قدرت را به عنوان سوئیچ پذیرفته و ولتاژ خروجی را با کنترل چرخه وظیفه کلیدها تنظیم می کند. توپولوژی مدار کنترل آن به حالت جریان و حالت ولتاژ تقسیم می شود، کنترل حالت جریان به دلیل مزایای پاسخ دینامیکی سریع، مدار جبران ساده، پهنای باند بهره زیاد، اندوکتانس خروجی کوچک و یکسان سازی آسان به طور گسترده ای استفاده می شود. کنترل حالت جریان بیشتر به کنترل جریان اوج و کنترل جریان متوسط تقسیم می شود و مزایای پیک جریان عبارتند از:
1) پاسخ حلقه بسته گذرا نسبتا سریع است و پاسخ گذرا به تغییرات ولتاژ ورودی و تغییرات در بار خروجی نیز نسبتا سریع است. 2) طراحی حلقه کنترل آسان است.
2) طراحی حلقه کنترل آسان است. و
3) دارای عملکرد متعادل کننده مغناطیسی ساده و خودکار است. 4) دارای تابع محدود کننده جریان اوج گذرا و غیره است. با این حال، اوج جریان سلف ممکن است باعث شود تا سیستم نوسانات ساب هارمونیک به نظر برسد، بسیاری از متون، اگرچه این موضوع تا حدودی معرفی شده است، اما مطالعه سیستماتیکی در مورد نوسانات ساب هارمونیک، به ویژه علل آن و اجرای مدار خاص وجود ندارد، این مقاله یک سیستماتیک خواهد بود. مطالعه نوسانات ساب هارمونیک
1 علت نوسانات ساب هارمونیک
با در نظر گرفتن منبع تغذیه سوئیچینگ حالت پیک جریان مدوله شده PWM به عنوان مثال (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، و ساختار جبران پایین شیب داده شده است)، علل نوسانات ساب هارمونیک به تفصیل از دیدگاه های مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند.
برای حالت کنترل حلقه داخلی فعلی، شکل 2 تغییرات جریان سلف را زمانی که سیکل وظیفه سیستم بیشتر از 50٪ است و جریان سلف تحت یک مرحله کوچک ΔScript قرار می گیرد، نشان می دهد که در آن خط یکپارچه شکل موج جریان سلف است. سیستم به طور معمول کار می کند و خط چین شکل موج واقعی جریان سلف است. مشاهده می شود که: 1) خطای جریان سلف سیکل ساعت اخیر بزرگتر از سیکل قبلی است، یعنی سیگنال خطای جریان سلف نوسان می کند و پخش می شود و سیستم ناپایدار است. 2) دوره نوسان دو برابر دوره سوئیچینگ است، یعنی فرکانس نوسان 1/2 فرکانس سوئیچینگ است که نام نوسان ساب هارمونیک از آنجا آمده است. شکل 3 نشان می دهد که زمانی که چرخه وظیفه سیستم بیشتر از 50٪ است و چرخه وظیفه یک گام کوچک AD رخ می دهد زمانی که جریان سلف تغییر می کند، می توان مشاهده کرد که سیستم همچنین نوسانات ساب هارمونیک ظاهر می شود. و زمانی که چرخه وظیفه سیستم کمتر از 50% باشد، اگرچه اغتشاش جریان سلف یا چرخه وظیفه نیز باعث نوسان سیگنال خطای جریان سلف خواهد شد، این نوسان متعلق به نوسان میرایی است. سیستم پایدار است.
