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不連續電流導通模式(DCM)的分叉現象參數實驗與結果分析

4.2.2 不連續電流導通模式(DCM)的分叉現象參數實驗與結果分析

實驗的過程中,相關參數值要維持不變( R =50 Ω 、 L =3.92mH、C=33μF、

T =0.69msec、 A =2.5、s V =7.5v)。在實驗過程中,我們希望模擬結果與實驗結i 果都能出現單週期、雙週期、三週期、四週期、混沌現象等,所以我們利用示 波器擷取出 VrampVcon波型來相互比對結果,其中第5 腳 Vramp代表TL494 PWM IC 所產生的斜波函數,第 3 腳Vcon為誤差放大器之輸出,也就是輸出電壓回授 與參考電壓比較後再放大的值。

(1) 輸入電壓VI的分叉特性實驗(DCM)

當要進行輸入電壓VI之分叉特性的分析,在實驗中只需改變輸入電壓VI的值,

輸入電壓VI之值從6V 升到 15V 來進行實驗,當VI改變從6V 到 7.7V,是單週之行 為,如圖4-25,當VI上升到≈ 7.8V,是雙週期之行為如圖 4-26。接著上升到 12V 時 系統四週期之行為如圖4-27 所示,當V =12.5V 以上時出現混沌現象,如圖 4-28。 i

圖 4-25 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (VI=7.7v) 圖 4-26 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (VI=7.8v)

圖 4-27 Vramp-IL-Vcon四週期軌跡 (VI=12v) 圖 4-28 Vramp-IL-Vcon混沌現象軌跡 (VI=12.5v)

(2) 濾波電感L的分叉特性實驗(DCM)

當要進行濾波電感 L 之分叉特性的分析,在實驗中只需改變濾波電感 L 之的 值,濾波電感 L 之值從 0.5mH 升到 8mH 來進行實驗,當 L 改變從 8mH 到 0.8mH 時,是單週之行為,如圖4-29,當 L 下降到≈ 0.806mH 時,是雙週期之行為如圖 4-30;

當 L 下降到≈ 0.636mH 時,是混沌之行為,如圖 4-31。

圖 4-29 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (L=4.452mH) 圖 4-30 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (L=0.806mH)

圖 4-31 Vramp-IL-Vcon四週期軌跡 (L=0.636mH)

(3) 濾波電容C的分叉特性實驗(DCM)

當要進行濾波電容C之分叉特性分析,只須改變濾波電容C的值,其相關參數

值要維持不變。C改變的範圍為從5uF 到 40uF;開始是單週期輸出,圖 4-32;C繼 續下降到17uF 時發生些微的分叉行為,分叉為雙週期之行為,如圖 4-33;C=11uF 時,出現四週期之行為,如圖4-34;C=10uF 時出現混沌軌跡行為,如圖 4-35。

圖 4-32 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (C=17.5uF) 圖 4-33 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (C=17uF)

圖 4-34 Vramp-IL-Vcon四週期軌跡 (C=11uF) 圖 4-35 Vramp-IL-Vcon混沌現象軌跡(C=10uF)

(4) 輸出負載R的分叉特性實驗(DCM)

當要進行輸出負載 R 之分叉特性分析,只須改變輸出負載 R 的值,其相關參數 值要維持不變。R 改變的範圍為從 5Ω 到 60Ω;一開始 R =40~60Ω 時是單週期輸出,

如圖 4-36; R 下降到 40Ω 時開始發生些微的雙週期分叉行為,圖 4-37;接者 R 下 降到10Ω 時,又發生單週期輸出之行為,圖 4-39。

圖 4-36 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (R=60Ω) 圖 4-37 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (R=40Ω)

圖 4-38 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (R=20Ω) 圖 4-39 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (R=10Ω)

(5) 回授增益A的分叉特性實驗(DCM)

當要進行回授增益之分叉特性分析,只須改變回授增益 A 的值,其相關參數值 要維持不變。 A 改變的範圍為從1.1 到 5;一開始 A =1.1 時是一單週期輸出,如圖 4-40;A 上升到 2.5 時開始發生明顯的分叉行為,分叉行為開始的是雙週期之行為,

如圖4-41;接者 A 上升到 3 時,發生四週期之行為,如圖 4-42;接者 A 上升到 4 時,

發生混沌現象之行為,如圖4-43。

圖 4-40 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (A=2) 圖 4-41 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (A=2.5)

圖 4-42 Vramp-IL-Vcon四週期軌跡 (A=3) 圖 4-43 Vramp-IL-Vcon混沌現象軌跡 (A=4)

(6) 切換週期Ts的分叉特性實驗(DCM)

T 改變的範圍為從 0.25ms 到 3ms;一開始s T =0.45~0.91ms 時是單週期輸出,s 如圖4-44;T 上升到 1.0ms 時開始發生雙週期分叉行為,如圖 4-47;接者s T 上升到s 1.81ms 時,開始發生四週軌跡分叉行為,如圖 4-48;接者T 上升到 2.91ms 時,開s

始發生混沌軌跡,如圖4-49;相反的T 下降到 0.4ms 時,亦發生雙週期分叉行為,s 如圖4-45。

圖 4-44 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (Ts=0.45ms) 圖 4-45 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (Ts=0.3ms)

圖 4-46 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (Ts=0.91ms) 圖 4-47 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (Ts=1ms)

圖 4-48 Vramp-IL-Vcon單週期軌跡 (Ts=1.81ms) 圖 4-49 Vramp-IL-Vcon雙週期軌跡 (Ts=2.91ms)

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