Recherche sur l'oscillation sous-harmonique en mode courant de crête des alimentations à découpage
Les alimentations à découpage CC-CC ont été largement utilisées dans les domaines de l'électronique, des équipements électriques et des appareils électroménagers en raison de leurs avantages de petite taille, de légèreté, de rendement élevé et de performances stables, et sont entrées dans une période de développement rapide. Les alimentations à découpage CC-CC utilisent des semi-conducteurs de puissance comme commutateurs pour ajuster la tension de sortie en contrôlant le cycle de service des commutateurs. Sa topologie de circuit de contrôle est divisée en mode courant et mode tension. Le contrôle du mode courant est largement utilisé en raison de ses avantages tels qu'une réponse dynamique rapide, un circuit de compensation simplifié, une large bande passante de gain, une petite inductance de sortie et un partage de courant facile. Le contrôle du mode courant est divisé en contrôle du courant de crête et contrôle du courant moyen. Les avantages du courant de crête sont : 1) une réponse transitoire rapide en boucle fermée - et une réponse transitoire rapide aux changements de tension d'entrée et de charge de sortie ; 2) La boucle de contrôle est facile à concevoir ; 3) Possède une fonction simple d’équilibre magnétique automatique ; 4) Possède une fonction de limitation instantanée du courant de crête, etc. Cependant, le courant de pointe de l'inducteur peut provoquer des oscillations sous-harmoniques dans le système. Bien que de nombreuses publications aient introduit cela dans une certaine mesure, elles n’ont pas systématiquement étudié les oscillations sous-harmoniques, en particulier leurs causes et les implémentations spécifiques des circuits. Cet article mènera une étude systématique sur les oscillations sous-harmoniques.
Cause de la 1ère oscillation harmonique
En prenant comme exemple l'alimentation à découpage en mode courant de crête à modulation PWM (comme le montre la figure 1, et la structure de compensation de pente descendante est fournie), les causes de l'oscillation sous-harmonique sont analysées en détail sous différentes perspectives.
Pour le mode de contrôle de boucle interne de courant, la figure 2 montre la variation du courant d'inductance lorsque le cycle de service du système est supérieur à 50 % et que le courant d'inductance subit un petit pas. La ligne continue représente la forme d'onde du courant d'inductance pendant le fonctionnement normal du système, et la ligne pointillée représente la forme d'onde de fonctionnement réelle du courant d'inductance. On peut voir que : 1) l'erreur de courant d'inductance dans le cycle d'horloge suivant est plus grande que celle du cycle précédent, indiquant que le signal d'erreur de courant d'inductance oscille et diverge et que le système est instable ; 2) La période d'oscillation est le double de la période de commutation, ce qui signifie que la fréquence d'oscillation est la moitié de la fréquence de commutation. C’est l’origine du nom d’oscillation sous-harmonique. La figure 3 montre la variation du courant d'inductance lorsque le cycle de service du système est supérieur à 50 % et qu'il y a un petit pas AD dans le cycle de service. On peut voir que le système présente également une oscillation sous-harmonique. Lorsque le rapport cyclique du système est inférieur à 50 %, bien que des perturbations dans le courant ou le rapport cyclique de l'inducteur puissent également provoquer des oscillations dans le signal d'erreur du courant de l'inducteur, cette oscillation appartient à l'oscillation de décroissance. Le système est stable.
