تحقیق در مورد نوسان ساب هارمونیک در حالت اوج جریان منابع تغذیه سوئیچینگ
منبع تغذیه سوئیچینگ DC به دلیل مزایای اندازه کوچک، وزن سبک، راندمان بالا و عملکرد پایدار به طور گسترده در زمینه های الکترونیک، تجهیزات الکتریکی و لوازم خانگی استفاده می شود و وارد دوره توسعه سریع شده است. منبع تغذیه سوئیچینگ DC از نیمه هادی های قدرت به عنوان سوئیچ برای تنظیم ولتاژ خروجی با کنترل چرخه وظیفه سوئیچ ها استفاده می کند. توپولوژی مدار کنترل آن به حالت جریان و حالت ولتاژ تقسیم می شود. کنترل حالت جریان به دلیل مزایای آن مانند پاسخ دینامیکی سریع، مدار جبران ساده، پهنای باند بهره زیاد، اندوکتانس خروجی کوچک و به اشتراک گذاری آسان جریان به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. کنترل حالت جریان به کنترل جریان اوج و کنترل جریان متوسط تقسیم می شود. مزایای پیک جریان عبارتند از: 1) پاسخ سریع گذرا-حلقه بسته، و پاسخ سریع گذرا به تغییرات در ولتاژ ورودی و بار خروجی. 2) طراحی حلقه کنترل آسان است. 3) دارای عملکرد تعادل مغناطیسی خودکار ساده است. 4) دارای عملکرد محدود کننده آنی پیک جریان و غیره است. اما پیک جریان سلف ممکن است باعث نوسانات ساب هارمونیک در سیستم شود. اگرچه بسیاری از ادبیات تا حدودی این موضوع را معرفی کرده اند، اما به طور سیستماتیک نوسانات زیر هارمونیک، به ویژه علل آنها و پیاده سازی مدارهای خاص را مطالعه نکرده اند. این مقاله یک مطالعه سیستماتیک در مورد نوسانات ساب هارمونیک انجام خواهد داد.
علت نوسان هارمونیک 1
با در نظر گرفتن منبع تغذیه سوئیچینگ حالت اوج جریان مدولاسیون PWM (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، و ساختار جبران شیب پایین ارائه 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 تغییر جریان سلف را در زمانی که چرخه وظیفه سیستم بیشتر از 50% است و جریان سلف یک مرحله کوچک را طی می کند نشان می دهد. خط یکپارچه شکل موج جریان سلف را در حین کارکرد نرمال سیستم نشان می دهد و خط چین نشان دهنده شکل موج کار واقعی جریان سلف است. مشاهده می شود که: 1) خطای جریان القایی در سیکل ساعت بعدی بزرگتر از سیکل قبلی است که نشان می دهد سیگنال خطای جریان القایی نوسان می کند و واگرا می شود و سیستم ناپایدار است. 2) دوره نوسان دو برابر دوره سوئیچینگ است، یعنی فرکانس نوسان نصف فرکانس سوئیچینگ است. منشأ نام نوسان ساب هارمونیک از همین جاست. شکل 3 تغییر جریان سلف را در زمانی که سیکل وظیفه سیستم بیشتر از 50% است و یک پله AD کوچک در چرخه وظیفه وجود دارد نشان می دهد. مشاهده می شود که این سیستم همچنین نوسانات ساب هارمونیک را نشان می دهد. هنگامی که چرخه کار سیستم کمتر از 50٪ است، اگرچه اختلالات در جریان سلف یا چرخه وظیفه نیز می تواند باعث نوسان در سیگنال خطای جریان سلف شود، این نوسان متعلق به نوسان واپاشی است. سیستم پایدار است.
