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一種新的DC/DC轉換器控制策略

發布時間:2013-03-19 責任編輯:Lynnjiao

【導讀】本文基于混沌現象的寬頻譜特性提出了一種新的DC/DC轉換器控制策略。首先推導了能夠產生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式,然后利用混沌序列對電流滯環控制策略的電流參考值進行擾動。從而擴展了電感電流的功率譜,降低了在開關頻率及其諧波頻率上發射的電磁干擾。

近年來由于各種電氣、電子設備數量的急劇增加,使設備間的電磁兼容性(EMC)日益受到了人們的重視。歐共體已經規定,從1996年1月1日起進入歐共體市場的電子、電氣產品必須符合相關的EMC標準,否則不允許在歐洲市場流通。因此,為了提高電子、電氣產品在國際市場上的競爭力,EMC性能是一個不容忽視的問題。

采用脈寬調制(PWM)模式控制的DC/DC電源模塊在正常工作時,所有的電壓電流波形都是周期的。因此,在開關頻率及其諧波頻率上會產生較強的電磁干擾(EMI),從而使整個設備不能滿足相關EMC標準的要求。

混沌現象是近年來非線性理論研究的一個熱點。混沌序列具有類似隨機序列的寬頻譜特性,且易于產生。本文利用混沌序列的特點,提出了一種新的DC/DC轉換器控制策略,該控制策略降低了變換器在開關頻率及其高次諧波頻率上的EMI。

Logistic混沌序列

Logistic映射有多種表達式,如式1所示是常見的一種。
gongshi1

把u做為分叉參數,由分叉理論可知,當u=3和 時系統分別產生周期2和周期4不動點。系統發生混沌的臨界值
 

gongshi2

式中δ≈4.6692為Feigenbaum常數。代入數值計算,uc≈3.5714,如圖1a所示。由圖可知,當分叉參數u=4時,x系統處于混沌狀態,變量x在區間(0,1)內取值。

為了得到可在任意范圍內取值,且其均值為0的混沌序列,做如下變換:
gongshi3

代入式(1),令u=4并且在滿足迭代序列平均值為0條件下,整理得到
 

gongshi4

為了便于表述,稱式(4)為變形Losgistic映射。利用變形Losgistic映射得到的混沌序列,其取值圍由參數a控制,且均值為零。當a=0.4時得到的在(-0.2,0.2)內取值的混沌序列如圖1c所示。

Logistic映射分叉圖
(a)Logistic映射分叉圖

Logistic映射產生的混沌序列(u=4)
(b)Logistic映射產生的混沌序列(u=4)

變形Logistic映射產生的混沌序列(a=0.4)
(c)變形Logistic映射產生的混沌序列(a=0.4)
圖題:Logistic映射

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