Stabilitate, bifurcație și haos la convertoare DC-DC în comutație

Abstract

Lucrarea propune metode și tehnici de analiză noi, exacte, în investigarea stabilității convertoarelor dc-dc în comutație, prin care este posibilă prognozarea cu precizie a valorilor parametrilor de circuit la care apare fenomenul de bifurcație. S-a urmărit eliminarea totală a oricăror aproximări și obținerea de formule general valabile de predicție a bifurcației, atât pentru convertoarele cu funcționare CCM cât și pentru cele cu funcționare DCM. Pentru toate acestea în literatura de specialitate un standard de analiză era cel cu trunchieri ale seriilor Taylor până la termenii de ordinul doi și deci afectate de erori. Metodele de analiză dezvoltate sunt cu un grad ridicat de generalitate, aplicându-se cu același formalism pentru orice tipuri de convertoare, de la cele de ordin doi sau patru, cu structură simplă, până la cele hibride sau multifazice. Mai mult, toate aceste noi tehnici dezvoltate se pot utiliza cu cele mai diverse tipuri de comenzi: proporționale în tensiune, în curent, one-cycle control, charge control, feedforward, cu amplificator de eroare de ordinul 2 sau 3, utilizând atât eșantionarea naturală cât și cea uniformă, cu purtătoare în dinte de fierăstrău sau triunghiulară. S-au pus în evidență diferențele mari ce pot exista între modulația în dinte de fierăstrău și modulația triunghiulară, iar la convertoarele cu funcționare DCM s-a relevat că este total inadecvată aproximarea rezultatelor eșantionării naturale cu cele obținute la eșantionarea uniformă. Validarea conceptelor teoretice s-a efectuat prin simulare dar și prin modele experimentale. Erorile relative nu au depășit niciodată valori de 1%! Astfel se apreciază că metodele și tehnicile propuse în lucrare aduc contribuții semnificative în analiza fenomenelor neliniare, de bifurcație și haos din convertoarele DC-DC bifurcație și haos în convertoarele DC-DC.