Anahtarlamalı güç kaynağının tepe akım modunda harmonik altı salınım üzerine araştırma
DC-DC anahtarlamalı güç kaynağı, küçük boyutu, hafifliği, yüksek verimliliği ve istikrarlı performansı nedeniyle hızlı bir gelişme dönemine giren elektronik, elektrikli ekipman ve ev aletleri alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. DC-DC anahtarlamalı güç kaynağı, anahtar olarak güç yarı iletkenlerini kullanır ve anahtarların görev döngüsünü kontrol ederek çıkış voltajını ayarlar. Kontrol devresi topolojisi akım moduna ve gerilim moduna bölünmüştür. Akım modu kontrolü, hızlı dinamik yanıt, basitleştirilmiş kompanzasyon devresi, büyük kazanç bant genişliği, küçük çıkış endüktansı ve kolay akım paylaşımı gibi avantajlarından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Akım modu kontrolü ayrıca tepe akım kontrolü ve ortalama akım kontrolüne bölünmüştür. Tepe akımının avantajları şunlardır: 1) hızlı geçici kapalı döngü yanıtının yanı sıra giriş voltajı ve çıkış yükündeki değişikliklere hızlı geçici yanıt; 2) Kontrol döngüsünün tasarımı kolaydır; 3) Basit ve otomatik manyetik denge fonksiyonuyla donatılmıştır; 4) Anlık tepe akımı sınırlama fonksiyonu vb. ile donatılmıştır. Bununla birlikte, tepe endüktans akımı sistemde harmonik altı salınımlara neden olabilir. Her ne kadar birçok literatür bunu bir dereceye kadar ortaya koymuş olsa da, harmonik altı salınımlar, özellikle bunların nedenleri ve spesifik devre uygulamaları üzerine sistematik bir araştırma yapılmamıştır. Bu makale, harmonik altı salınımlar üzerine sistematik bir çalışma yürütecektir.
1. harmonik salınımın nedenleri
Örnek olarak PWM modülasyonlu tepe akım modu anahtarlamalı güç kaynağı alınarak (Şekil 1'de gösterildiği gibi ve aşağı eğim dengeleme yapısı sağlayarak), alt harmonik salınımın nedenleri üzerine farklı perspektiflerden ayrıntılı bir analiz gerçekleştirilir.
Mevcut iç döngü kontrol modu için, Şekil 2, sistem görev döngüsü yüzde 50'den büyük olduğunda ve endüktans akımı küçük bir Δ adımına girdiğinde endüktans akımı değişimini gösterir; burada düz çizgi, normal sistem çalışması sırasında endüktans akımı dalga biçimini temsil eder ve kesikli çizgi, endüktans akımının gerçek çalışma dalga biçimini temsil eder. Şunlar görülebilir: 1) ikinci saat döngüsünün endüktans akımı hatası, önceki döngünün endüktans akımı hatasından daha büyüktür, yani endüktans akımı hata sinyali salınır ve ıraksar ve sistem kararsızdır; 2) Salınım periyodu anahtarlama periyodunun iki katıdır, yani salınım frekansı anahtarlama frekansının 1/2'sidir, bu da alt harmonik salınım adının kökenidir. Şekil 3, sistem görev döngüsü yüzde 50'den büyük olduğunda ve görev döngüsünde küçük bir AD adımı olduğunda endüktans akımının değişimini gösterir; bu da sistemin aynı zamanda harmonik altı salınım yaşayacağını gösterir. Sistem görev döngüsü yüzde 50'den az olduğunda, endüktans akımındaki veya görev döngüsündeki bozukluklar da endüktans akımı hata sinyalinde salınımlara neden olabilse de, bu salınım zayıflama salınımına aittir. Sistem stabildir.
