混沌开关变换器EMI动态频谱的小波分析

应用小波分解发现混沌PWM的EMI动态频谱不具有恒频PWM和周期扩频PWM小波变换指数的自相似性;通过小波重构得到混沌PWM的各频层动态频谱;小波功率谱分析显示混沌PWM的EMI动态频谱峰值大大降低,优于周期扩频PWM;小波时频分析得出各PWM策略的时频频谱特性和边缘特性,清楚地显示了混沌PWM平均中频能量减少、低频能量增加的特性.最后实验验证了开关变换器混沌PWM抑制EMI的效果.     

混沌抑制传导干扰的电源管理芯片实验研究

对刘氏混沌系统的硬件实验电路进行优化,使用最少的元件实现了混沌系统,达到了减小功率的目的。仿真和电路实验的结果验证了该优化硬件电路的正确性和实用性。将刘氏混沌电路与电源管理芯片相结合,做出了一款含有混沌扩频功能的电源管理芯片,在AC/DC反激变换器上进行了详尽的实验研究以及传导电磁干扰(EMI)测试。实验结果表明,使用混沌脉宽调制(PWM)控制信号的方法,可以实现PWM信号频谱在开关频率周围的连续分布,并且对比定频、周期扩频和混沌扩频的传导EMI测试曲线,可以得出混沌抑制传导EMI效果最好的结论。     

混沌扩频抑制交错并联Boost PFC的共模传导EMI

随着电力电子器件的高频化,电磁干扰(EMI)问题日益严峻。为了降低开关电源的传导EMI,这里提出一种基于混沌扩频的交错并联Boost功率因数校正(PFC)变换器调制技术。首先,分析变换器传导EMI路径,建立干扰等效电路;通过推导传统脉宽调制(PWM)和混沌PWM扩频模式下驱动电压的功率谱密度函数,揭示混沌扩频技术降低频谱峰值的基本规律。其次,结合数理统计方法,提出使用概率直方图和概率密度函数来选择更具优越性的蔡氏混沌扩频电路,并利用驱动信号频谱加以验证。仿真与实验结果均表明,与传统PWM相比,在蔡氏混沌PWM作用下,对1 MHz频段内的共模噪声有8～18 dBμV的削弱,对1 MHz以后频段的共模噪声有5～15 dBμV的削弱。该方法能够实现从源头上有效地抑制共模传导EMI,抑制效果明显,并且能够实现频谱连续化。     

混沌调制技术降低Buck型变换器电磁干扰水平研究

随机开关调制技术可以降低开关模式电源电磁干扰 (EMI)水平。混沌信号具有内在的随机性。本文将著名“蔡氏电路”产生的混沌信号经处理后 ,用于Buck型变换器开关的调制控制 ,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种调制模式下变换器输入电流与周期PWM模式下输入电流频谱的分析比较表明 ,混沌调制技术在扩展频谱方面有良好的效果 ,可以用于降低开关模式电源的电磁干扰水平 ,改善电磁兼容性 (EMC)。     

基于多涡卷混沌吸引子的电力电子变换器混沌PWM控制研究

基于多涡卷混沌吸引子,提出了一种新型混沌PWM控制方法抑制电力电子变换器电磁干扰。该方法将多涡卷混沌吸引子与传统混沌PWM控制结合,应用于电力电子变换器的控制中,实现从电磁干扰源头上抑制传导电磁干扰。对比传统混沌PWM控制,该方法能够在降低开关频率及其倍数次谐波峰值的同时,减少开关频率及其倍数次附近次谐波的生成,具有更好的EMI抑制效果。     

不同扩频信号对开关功率变换器EMI抑制效果的比较

开关频率调制技术是改善功率变换器EMC的一种有效方法,不同的扩频信号的扩频效果是不同的。在隔离式双正激DC/DC功率变换器的基础上,分别对周期性信号、随机信号和混沌信号作为开关频率调制信号对功率变换器EMI的抑制效果作数值上的分析,指出它们各自的优缺点。认为相对而言,混沌信号是一种比较理想的扩频信号。     

DC-DC Boost变换器混沌运行仿真及实验研究

DC-DC boost变换器是开关变换器中最常用、最基本的电路，其丰富的非线性行为为研究混沌现象提供了便利。该文以Boost变换器为研究对象，分别就参数控制和外加混沌信号控制两种行为进行仿真和实验研究。参数控制演示了Boost变换器由单周期通向混沌运行的演化过程；外加混沌信号控制时，为了得到较好的输出特性，该文加入了电流负反馈，实验基于DSP数字控制，分别研究了变频混沌控制与变幅混沌控制两种情况。以上实验结果都证明了混沌控制对于降低DC-DC开关变换器EMI十分有效。     

开关磁阻电机调速系统的混沌扩频研究

为解决开关磁阻电机的转矩脉动大、电磁干扰严重,本文介绍了一种基于蔡氏电路的混沌扩频方法,通过Matlab编写蔡氏电路函数和蔡氏混沌随机PWM信号,并和常规PWM信号比较,分析两种PWM驱动脉冲调制下的母线电流谐波的频谱分布。最后将MATLAB/SIMULINK软件中的仿真与dsPACE实验平台连接观察并分析常规PWM与混沌PWM控制下的开关磁阻电机调速系统电磁干扰。     

DC-DC开关变换器中混沌映射的不变分布求解及其应用

开关电源中存在的混沌现象可以用来提高电磁兼容（EMC）,通过量化其混沌映射的不变分布可达到控制开关变换器电磁干扰（EMI）的目的.该文用简单的映射,描述了DC-DC开关变换器的混沌运行.并在此基础上,利用特征向量法对其混沌映射的不变分布进行了求解.仿真结果通过与混沌映射图和其分岔图的比较证明了该算法在求解DC-DC变换器混沌映射不变分布时的正确性.进而利用不变分布对系统输入、输出量的功率频谱密度、平均开关频率进行了估计,仿真和实验结果证明了估计的正确性.同时不变分布也为混沌电路的参数设计提供了有效途径.     

混沌调制对开关变换器EMI抑制有效性的实验研究

探讨了混沌频率调制技术诳元关变换器中抑制电磁干扰(EMI)的实际效果.提出将蔡氏电路加入脉宽调制电路,实现混沌频率调制技术,开关频率随混沌信号随机变化.分析了混沌频率调制抑制EMI噪声的原理,并建立了双管正激变换器的实验样机.实验结果证明,该技术不但具有有效降低开关谐波峰值和对输出电压影响不大的优点,而且电路实现简单,是解决开关变换器电磁兼容性问题的一种新的有效途径.     

混沌扩频对高频开关电源输出电压纹波的影响

混沌扩频技术应用于高频开关电源,能把集中在开关频率及其谐波上的电磁干扰(EMI)扩散在连续的频谱上,有效改善开关电源的电磁兼容(EMC)特性。但研究表明,采用混沌扩频技术后,会对高频开关电源输出电压的纹波产生影响。从理论上对这一现象进行分析,利用输出电压的功率谱密度函数和转移函数,提出了开关电源输出电压纹波随混沌调制系数变化的计算方法。理论分析表明,高频开关电源输出电压的纹波会随混沌调制系数的增大而有所增加,从理论上验证了已有的研究成果。提出了抑制混沌开关电源输出电压纹波的方法,可使输出电压的纹波降低到未采用混沌扩频技术前的水准。     

The stability of a chaotic PWM boost converter

A novel chaotic pulse‐width‐modulation (PWM) boost converter has been previously proposed to reduce electromagnetic interference (EMI) in DC–DC converters, where the circuit design and simulations have been conducted, but the problems such as the mean value estimation of state variables for circuit parameter design, the ripple estimation of the input current and the stability analysis have been remained to be addressed in this paper. Here, a mean value estimation method is first proposed, which is used to estimate the mean values of state variables of chaotic PWM boost converters for facilitating the circuit parameter design and selection of circuit components. Although ripples are slightly increased, caused by adopting chaotic carriers, the DC–DC converter with reduced EMI is still stable under the chaotic PWM control. This work provides a theoretic verification of the effectiveness and practicability of the proposed chaotic PWM DC–DC converters. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

PSM开关变换器的平均模型与特性分析

本文首次建立了PSM(Pulse Skipping Modulation)调制模式下开关变换器的状态空间平均模型.基于此模型,计算并分析了PSM开关变换器在电流连续(CCM)和电流断续(DCM)两种工作模式下的频率特性、响应速度,输出电压纹波及效率等特性.与PWM调制模式相比较,PSM调制模式响应速度更快,效率特别是低负载下更高,该模式下的边频效应有利于EMI峰值抑制,因此PSM是一种良好的调制模式,特别适用于高频、轻载系统.     

开关线性复合式VVVF功率变换器研究

基于开关线性复合(SLH)技术,提出一种新型VVVF功率变换器拓扑结构,目的在于将开关线性复合技术用于异步电动机变频调速领域,从而获得开关线性复合技术固有的优波特性及负载鲁棒性。系统仿真及实验结果表明,该系统在克服电机低速转矩脉动、抗负载扰动特性、抑制PWM高频脉冲对电机的损害方面与传统变频调速系统相比具有明显的优势。     

基于混沌扩频的双级矩阵变换器调制策略的研究

双级矩阵变换器由于具有优良的输入输出性能而受到广泛关注。在对双级矩阵变换器调制策略分析的基础上,将扩频调制策略引入到输出双级矩阵变换器调制策略中来抑制电磁干扰和噪声。将混沌扩频技术用于双级矩阵变换器中,用混沌信号改变固定开关频率。为了不影响整流级的零电流换流,采用整流侧和逆变侧同步扩频策略,降低了开关频率和倍频处的谐波幅值,从而达到降低电磁干扰和噪声的目的,仿真结果证实了混沌扩频调制策略的可行性。     

频率抖动技术抑制变换器输入电流电磁干扰

针对传统固定频率PWM控制方式引起的输入电流谐波幅值较大,频谱能量较为集中的缺点,基于频率调制理论,分析了频率抖动技术扩散输入电流频谱的基本原理;结合传统的PWM控制器,实现了一种简单的频率抖动方法.该方法可降低变换器的输入电流低次谐波幅值,从而改善了EMI的低频传导特性.实验结果验证了该方法的正确性.     

概率密度函数对双随机PWM变换器EMI特性影响研究

电力电子系统中,双随机调制技术能够有效地抑制和减小传导电磁干扰(EMI),而不需增加额外耗费。通过对随机调制开关函数中引入不同的随机分布规律,分析了功率变换器输入电流的谱估计,结果表明应用随机调制技术时,不同的随机分布规律对电力电子系统的EMI特性影响不大;变换器在应用双随机PWM技术时,选择简单的均匀分布规律,可以减少控制系统资源的耗费,通过随机程度参数的调节可以方便地使电力电子系统获得更好的电磁兼容性。