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一種新的DC/DC轉(zhuǎn)換器控制策略

發(fā)布時(shí)間:2013-03-19 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】本文基于混沌現(xiàn)象的寬頻譜特性提出了一種新的DC/DC轉(zhuǎn)換器控制策略。首先推導(dǎo)了能夠產(chǎn)生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式,然后利用混沌序列對(duì)電流滯環(huán)控制策略的電流參考值進(jìn)行擾動(dòng)。從而擴(kuò)展了電感電流的功率譜,降低了在開關(guān)頻率及其諧波頻率上發(fā)射的電磁干擾。

近年來由于各種電氣、電子設(shè)備數(shù)量的急劇增加,使設(shè)備間的電磁兼容性(EMC)日益受到了人們的重視。歐共體已經(jīng)規(guī)定,從1996年1月1日起進(jìn)入歐共體市場(chǎng)的電子、電氣產(chǎn)品必須符合相關(guān)的EMC標(biāo)準(zhǔn),否則不允許在歐洲市場(chǎng)流通。因此,為了提高電子、電氣產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上的競爭力,EMC性能是一個(gè)不容忽視的問題。

采用脈寬調(diào)制(PWM)模式控制的DC/DC電源模塊在正常工作時(shí),所有的電壓電流波形都是周期的。因此,在開關(guān)頻率及其諧波頻率上會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾(EMI),從而使整個(gè)設(shè)備不能滿足相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求。

混沌現(xiàn)象是近年來非線性理論研究的一個(gè)熱點(diǎn)?;煦缧蛄芯哂蓄愃齐S機(jī)序列的寬頻譜特性,且易于產(chǎn)生。本文利用混沌序列的特點(diǎn),提出了一種新的DC/DC轉(zhuǎn)換器控制策略,該控制策略降低了變換器在開關(guān)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(dá)式,如式1所示是常見的一種。
gongshi1

把u做為分叉參數(shù),由分叉理論可知,當(dāng)u=3和 時(shí)系統(tǒng)分別產(chǎn)生周期2和周期4不動(dòng)點(diǎn)。系統(tǒng)發(fā)生混沌的臨界值
 

gongshi2

式中δ≈4.6692為Feigenbaum常數(shù)。代入數(shù)值計(jì)算,uc≈3.5714,如圖1a所示。由圖可知,當(dāng)分叉參數(shù)u=4時(shí),x系統(tǒng)處于混沌狀態(tài),變量x在區(qū)間(0,1)內(nèi)取值。

為了得到可在任意范圍內(nèi)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(shù)a控制,且均值為零。當(dāng)a=0.4時(shí)得到的在(-0.2,0.2)內(nèi)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(chǎn)生的混沌序列(u=4)
(b)Logistic映射產(chǎn)生的混沌序列(u=4)

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

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