SMPS: ¿Qué es la inestabilidad del modo actual (también conocida como "oscilación sub-armónica")?

En lugar de entrar en las matemáticas de esto, es bastante fácil verlo gráficamente. Considere un controlador de modo de corriente máxima que funcione a < 50% del ciclo de trabajo. Luego, puede ver a continuación que, al perturbar los resultados del sistema, la perturbación decae y el sistema vuelve a funcionar de manera estable.

Peroa>50%deciclodetrabajo,elsistemanovuelvealaoperacióndeestadoestable.Ensulugar,entraenunmodode"oscilación de subciclo".

Tansimplecomoeso.

Consulte fuente para obtener una explicación más detallada.

Puede encontrar una buena explicación de todo esto en este documento de TI:

Control de modo actual

Básicamente, la oscilación subarmónica no es una inestabilidad de señal pequeña, es un fenómeno de señal grande en el control de modo de corriente pico que se produce cuando el ciclo de trabajo es superior al 50%. (Aunque bajo ciertas circunstancias, también puede ocurrir por debajo del 50% del ciclo de trabajo). Al agregar una señal de rampa a la salida del amplificador de error, es posible estabilizar un convertidor de modo de corriente pico para todos los ciclos de trabajo, pero el lazo de control ya no funciona. se comporta exactamente como un convertidor de modo actual.

Las matemáticas son un poco complicadas. El Dr. Ray Ridley trabajó mucho al respecto en los primeros días del control de modo actual, pero esencialmente un controlador de modo actual que funciona en modo continuo con un ciclo de trabajo igual o superior al 50% no es incondicionalmente estable, y una pertubación (cambio ) en la carga causará que el convertidor se rompa en una inestabilidad periódica autosostenible; verá que los impulsos adyacentes son radicalmente diferentes entre sí: estrecho-ancho-estrecho-ancho-ancho-estrecho-ancho ...

Esencialmente, un controlador de modo actual es un sistema de tercer orden con un polo de baja frecuencia y un polo doble a la mitad de la frecuencia de conmutación.

Se puede demostrar matemáticamente que la compensación de pendiente adecuada a la información actual corrige la inestabilidad dividiendo el polo doble (moviendo uno de ellos a una frecuencia mucho más alta) haciendo que el sistema se comporte de manera similar a un sistema de control de modo de voltaje: estable y fácil para compensar.