峰值电流控制法降低DC/DC Boost型变换器EMI水平研究

峰值电流控制法降低DC/DC Boost型变换器EMI水平研究

黄明明[1]2004年在《峰值电流控制法降低DC/DC Boost型变换器EMI水平研究》文中指出本论文在对DC/DC Boost型变换器中混沌行为及电磁干扰因素进行分析的基础上,给出了一种既使变换器工作于混沌状态又能够从源头上降低变换器电磁干扰水平的峰值电流控制方法。理论分析、计算机模拟以及电路实验均表明,本论文给出的峰值电流控制方法构成的变换器,相对于周期开关模式变换器,能有效地降低变换器的电磁干扰(EMI)水平。论文的主要内容如下: 1.对目前开关模式电源降低电磁干扰水平,提高电磁兼容性的具体方法、措施进行了综述。分析了传统方法、措施的局限性,给出了应用混沌控制降低开关模式电源电磁干扰水平的思路。 2.以DC/DC Boost型变换器为研究对象,分别对工作于恒频以及混沌状态下变换器的高频谐波干扰水平进行了深入分析。得到了可以通过变换器参数的组合控制,尤其是引入峰值电流控制方法,使其工作于混沌状态降低电磁干扰水平的结论。 3.为验证新型峰值电流控制方法且工作于混沌状态开环DC/DC Boost型变换器降低电磁干扰水平的效果,给出了新型峰值电流控制DC/DC Boost型变换器的实现电路,进行了电路实验。通过对新型(具有电流上、下限)变换器、原型(仅具有电流上限)变换器和恒频开关变换器进行的实验分析对比表明,工作于混沌开关状态下的新型变换器在降低电磁干扰水平方面确实有明显的效果。 4.在新型开环DC/DC Boost型变换器基础上,进一步给出了具有电压反馈回路的闭环DC/DC Boost型变换器实现电路,并对闭环回路的稳压机理进行了分析。理论分析与PSPICE仿真实验表明,本论文提出的电压反馈机理,既能保持峰值电流控制方法降低电磁干扰水平的优点,又能够使输出电压保持稳定。使应用混沌降低电磁干扰水平的研究向实用化前进了一步。

赵坤[2]2003年在《混沌控制方法降低开关模式电源电磁干扰水平研究》文中指出本论文研究了通过控制开关模式电源中的混沌降低其电磁干扰水平问题。在对开关模式电源电路产生电磁干扰机理及其混沌特征进行分析的基础上,给出了利用混沌降低开关模式电源电磁干扰水平的叁种方法。主要内容如下: 1.以一个峰值电流控制DC/DC Boost型变换器为研究对象,在分析电路混沌现象的基础上,分别对该电路工作于混沌和周期两种状态下的输入电流频谱进行了定量分析对比,证实了在相同输出电压条件下,工作于混沌状态下电路输入电流的频谱与工作于周期状态下电路输入电流的频谱相比,频谱峰值减小,具有降低EMI水平的效果。 2.从开关模式电源电路中固有的混沌现象出发,提出了应用组合参数控制改变电路工作状态降低电磁干扰水平的思路。以具有反馈环路的DC/DC Boost型变换器为对象,进行了机理阐述和计算机模拟。所得结果表明,利用开关模式电源中固有的混沌现象,通过简单的组合参数控制就可以在不附加任何外围电路的情况下降低开关模式电源的电磁干扰水平。 3.在原峰值电流控制DC/DC Boost型变换器电路结构的基础上,增加电流最小值控制电路。在对电流最大值控制的同时,对电流的最小值也加以控制,得到有利于降低开关频率以下频段频谱峰值的新型控制电路变换器,实现了降低EMI水平的目标。 4.基于开关模式电源工作在混沌状态下有利于降低电磁干扰水平这一思路,采用混沌控制理论中着名的OGY方法,从降低电磁干摘要·扰水平的角度,对DC/DCB。。st型变换器进行控制,使DC/DCB。。st型变换器在设定的输出电压下工作在受控的混沌状态,实现降低EMI水平的目标。

高金峰, 黄明明, 赵昆[3]2004年在《应用混沌控制降低Boost型变换器EMI水平研究》文中研究说明在原型峰值电流控制DC/DCBoost型变换器的基础上,设计了一种对最小输入电流加以限制的新型峰值电流控制方式,给出了实现电路。计算机模拟与电路实验均表明,采用新型峰值电流控制方式且工作于混沌状态下的DC/DCBoost型变换器能够进一步降低电磁干扰(EMI)水平,具有实用价值。

张旭辉[4]2006年在《混沌控制降低新型闭环DC/DC Boost变换器电磁干扰水平研究》文中研究说明开关电源的电磁兼容问题一直是电源设计中要考虑的重要因素。本文借助开关电源中固有的混沌现象,对从源头上抑制开关电源电磁干扰水平的混沌控制方式进行了研究。 论文首先简要介绍了目前开关模式电源降低电磁干扰水平,提高电磁兼容性常用的方法与措施。分析了传统降低电磁干扰水平技术的局限性以及应用混沌控制降低开关模式电源电磁干扰水平思想的潜在优势。 其次,以DC/DC Boost型变换器为研究对象,分别对工作于周期、倍周期以及混沌状态下变换器的谐波分布关系进行了讨论。通过对变换器倍周期分岔通向混沌过程中频谱特征的研究,从理论上证实了工作于混沌状态的变换器的电磁干扰水平比工作于周期状态的变换器的电磁干扰水平要低的概念。 第叁,通过电路实验,对周期开关变换器、原型(仅具有电流上限)变换器以及新型(具有电流上、下限)变换器不同状态下的电磁干扰水平进行了分析比较。实验结果同样显示:工作于混沌状态下的新型变换器在降低电磁干扰水平方面有较明显的效果。 最后,以开环变换器实现的电路为基础,设计了具有电压反馈回路的闭环DC/DC Boost型变换器电路。仿真结果表明,闭环状态下的变换器能够在保持电压稳定的前提下使变换器工作于混沌状态。本文给出的电压、电流闭环反馈型变换器,既具有较低的电磁干扰水平,又能够保持输出电压稳定。本文的研究结果,使应用混沌控制降低开关电源电磁干扰水平的研究,更向实用趋近。

张旭辉, 张绍忠, 徐磊[5]2007年在《混沌控制降低Boost型变换器电磁干扰水平研究》文中研究指明本文研究了具有上下限电流控制的闭环DC/DC Boost变换器工作在周期及混沌状态下的频谱特征,证明了工作于混沌状态下的变换器可以有效的降低电磁干扰(EMI)水平。理论分析及仿真结果均证明,本文给出的电压、电流闭环反馈型变换器,既具有较低的电磁干扰水平,又能够保持输出电压稳定。使应用混沌控制降低开关电源电磁干扰水平的研究,更向实用化趋近。

熊军华[6]2004年在《降低开关模式电源EMI水平的混沌调制信号优化研究》文中认为本论文以Boost型及Buck型DC/DC变换器为对象,多角度地对混沌开关调制信号降低开关模式电源电磁干扰水平问题进行了研究,为生成混沌开关调制信号的混沌信号源优化选择提供了参考依据。论文主要在以下几个方面开展了工作: 1.在简单介绍改善开关模式屯源EMC降低EMI传统方法的基础上,对随机开关调制技术的特点、应用混沌理论降低开关模式电源电磁干扰的研究发展状况进行了回顾与总结,提出了开展研究工作的思路。 2.对不同性质混沌调制信号降低电磁干扰水平效果进行了分析。以一个能产生混沌、亚超混沌、超混沌信号的四阶电容电路为信号源,将混沌开关调制信号控制的开环Boost型DC/DC变换器中的输入电流及输出电压频谱分别与标准PWM模式下的输入电流及输出电压频谱进行了比较。仿真结果表明,不管是何种性质的混沌调制信号及何种调制模式,都能降低Boost型变换器的电磁干扰水平;不同的混沌调制模式、不同性质的混沌序列,有不同的降低电磁干扰水平的效果。具体地可以得到混沌信号“混沌的程度越高,降低电磁干扰水平的效果越好”的结论。 3.对不同混沌源调制信号降低开关模式电源电磁干扰水平的效果进行了分析。以四种混沌电路——蔡氏电路、Lorenz系统、R(?)ssler系统及四阶电容电路作为混沌信号源,比较不同混沌源调制信号降低开关模式电源电磁干扰水平的效果。以不同混沌源信号调制得到的归一化混沌序列,在相同的开关调制模式下,对电源的输入电流频谱及输出电压频谱进行了分析对比。仿真结果表明:四种混沌源调制生成的混沌开关调制信号,均能够降低电源的输入电流及输出电压的频谱峰值。不同混沌源调制信号有不同的降低电磁干扰水平效果。就所研究的混沌源而言,可得到“Lorenz系统降低电磁干扰水平的效果较好”的结论。摘要4.讨论了相同混沌性质下李雅普诺夫指数的大小对降低电磁干扰水平 效果的影响。首先介绍了正的李雅普诺夫指数的计算方法,编制了 计算正的李雅普诺夫指数的计算程序,给出了蔡氏电路、Lorenz系 统、R石sslel‘系统及四阶电容电路正的李雅普诺夫指数的计算结果。 接着从两个方面分析了李雅普诺夫指数大小对降低开关模式电源 EMI水平效果的影响:其一是不同混沌源信号李雅普诺夫指数的大 小对降低电磁干扰水平的影响效果分析;其二是同一个混沌源信号 李雅普诺夫指数的大小对降低电磁干扰水平的影响效果分析。研究 分析表明:“混沌系统正的李雅普诺夫指数越大,混沌调制信号降低 开关模式电源电磁干扰水平的效果越好”。

张玉梅[7]2010年在《开关变换器传导电磁干扰抑制技术研究》文中提出开关变换器因体积小、效率高、重量轻、功率因数大等优点被广泛应用在通信、控制、计算机等领域。但由于开关变换器工作在高频状态,产生的瞬态脉冲含有高频谐波而形成电磁干扰,电磁干扰通过传导和辐射的途径传播,不但对电网造成污染,而且直接影响到其它用电电器的正常工作,所以对开关变换器电磁干扰的产生机理以及抑制技术的分析和研究具有十分重要的意义。本文以Boost变换器为研究对象,分析了传导电磁干扰产生的机理,研究了电磁干扰的抑制技术,本论文主要完成的工作为:1.设计了RCD、RC缓冲吸收电路,降低开关管开关动作时产生的高电压和电流变化率,研究了平衡电感抑制共模信号技术,降低储能电感产生的电压和电流尖峰,仿真结果表明,这种方法能有效的衰减电磁干扰。2.研究了变换器电磁干扰的滤波技术,通过对源阻抗进行预估、阻抗匹配关系及预估插入损耗选择合适的滤波拓扑网络结构,设计了电磁干扰滤波器。实验结果表明,电磁干扰滤波器能很好的抑制开关变换器中传导电磁干扰,使其达到规范值。3.研究了峰值电流控制和OGY混沌控制抑制电磁干扰技术,保证在电路总能量相同且不影响变换器性能指标(输出电压、电压稳定度等)的前提下从机理上主动降低电磁干扰水平。峰值电流法通过调整上下限参考电流,控制变换器工作在混沌状态抑制电磁干扰;OGY控制法使变换器参考模型处于混沌状态,通过对电感电流采样与参考模型的采样点同步,达到降低变换器电磁干扰水平的目的。

吴振军[8]2003年在《混沌开关调制技术降低开关模式电源EMI水平研究》文中进行了进一步梳理本论文对混沌开关调制技术降低开关模式电源电磁干扰水平问题进行了深入研究。主要在以下几个方面展开了工作: 1.对改善开关模式电源电磁兼容性的具体措施进行了综述。被动的方法具体有:滤波、屏蔽、接地、去耦、旁路等。从源头上减小电磁干扰的方法有:各种谐振开关技术(包括软开关技术)、随机开关调制技术、以及本文研究的混沌开关调制技术等。 2.对随机信号和混沌信号的特性进行了分析比较。本文以“蔡氏电路”作为混沌信号源,给出了生成混沌序列的原理及软硬件实现方法。对生成的混沌序列进行了相关性分析,结果表明混沌序列保持了混沌信号的特征。将随机调制模式中的随机部分用混沌信号替代,得到了多种混沌开关调制模式。 3.将着名“蔡氏电路”产生的混沌开关调制信号用于Buck型DC/DC变换器开关的调制控制,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种混沌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(EMI)水平,改善电磁兼容性(EMC)。与随机调制模式相同,混沌开关调制模式也引入输出低频噪声纹波,有些情况下低频噪声纹波可能抵消混沌开关调制降低EMI水平的效果。分析表明:CCFMFD模式具有较好的降低EMI水平和引入较小低频纹波的优点,可以作为混沌调制模式较佳的选择。 4.对不同混沌序列生成的混沌开关信号降低EMI水平的效果进行了对比分析。仿真结果表明:CPWM和CPPM模式下,Henon映射混沌序列在较低次谐波处降低EMI水平的效果要好于蔡氏电路混沌序列的效果。CCFMFD模式则有相反的结果。对CCFMVD模式,蔡氏电路混沌序列比Henon映射混沌序列降低EMI水平的效果明显要好。不同混沌调制信号对输出纹波影响的分析结果表明:CPPM、CPWM和CCFMVD模式下,Henon映射混沌序列引入低频噪声纹波比蔡氏电路摘要混沌序列要小;CCFMFD模式下,蔡氏电路混沌序列引入的低频纹波要小。这提示我们:在开关模式电源使用混沌调制控制时混沌序列的选择也具有重要性。

缪晓忠[9]2012年在《基于无桥交错并联和谐振技术的车载充电机研究》文中进行了进一步梳理传统汽车造成的环境污染和石油资源的减少促进了人们对可替代能源的研究,电动汽车以其零排放、低噪声受到了重视。电动汽车的发展必须解决电池及其充电技术问题,车载充电机作为电池充电设备,研发高性能的车载充电机具有重要意义。本文旨在给出一种车载充电机的高性能拓扑。车载充电机作为接入电网的车载设备,需要在功率因数、谐波电流、效率及EMI等指标上达到要求,满足这些要求需要解决中大功率下使用功率因数校正环节存在的二极管反向恢复和噪声问题,及整机效率问题。论文首先通过对主流电动汽车电池的调查和相关标准的查阅,得出了拟研究的车载充电机的技术指标,为充电机的整体结构确定提供依据。根据技术指标和主流拓扑的分析,包括对图腾式无桥拓扑、交错并联拓扑、LLC谐振变换拓扑等的分析,在概括对比的基础上得出了前级采用无桥交错并联、后级采用全桥LLC谐振变换的整体结构。接着在前后级的基本电路单元的工作原理与控制方法的分析基础上,详细分析了前后级拓扑的工作模态和控制方法,并对主电路参数和控制系统进行了设计。最后运用仿真工具对给出的拓扑结构、设计的主电路参数和控制系统进行了综合验证。仿真结果表明,本文采用的基于无桥交错并联和谐振变换技术的车载充电机在功率因数、谐波电流、效率、EMI等指标上均满足要求,设计的主电路和控制系统工作正常,有效解决了中大功率下应用功率因数校正技术存在的二极管反向恢复问题和噪声问题,同时解决了整机效率问题。因此,本文使用的前后级结构在性能指标符合要求,所采用的分析方法和系统设计是有效的。

张军明[10]2004年在《中功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究》文中提出电力电子系统集成技术作为电力电子技术发展的重要趋势在最近几年受到了广泛的关注。论文首先回顾了电力电子技术的发展现状,对电力电子系统集成的内容和目标进行了详细的阐述。根据电力电子系统集成的目标和要求,论文着重对中功率模块标准化中几个关键问题进行了研究,包括标准模块的级联、并联、串联方法以及稳定性问题,中功率DC/DC标准模块的拓扑筛选两大方面。 系统级联是电力电子应用中最基本的形式。级联系统的不稳定主要由于源模块和负载模块输入输出阻抗不匹配引起的,因此阻抗分析法被广泛采用。由于阻抗分析方法建立在实验的基础上,其保守性和测量的简单性存在折衷。本文详细总结了各种阻抗分析方法,如禁止区方法,并提出了一种新的阻抗禁止区方法,具有测量简单和较好的保守性。 由于级联的稳定性问题主要是由于阻抗不匹配引起的,因此对单相PFC变流器、电压模式DC/DC变流器(DCM和CCM工作方式)和电流模式DC/DC变流器几个典型环节的阻抗进行了分析,并提出了改进阻抗特性的方法。本文对描述输入输出阻抗的一些关键参数也进行了探讨,通过这些参数,可以方便地了解其输入输出阻抗特性,在设计阶段避免级联的不稳定问题。 标准模块并联问题也是系统集成中的基本问题之一。在小功率场合,下垂法有广泛的应用。在中功率场合,有源法被广泛采用。本文根据均流方法的内在机理,对各种均流方法进行了分类和比较。对并联系统的稳定性问题,提出了一种新的稳定性分析方法和设计方法,通过仿真验证了本文提出的方法的准确性和简单性。作为并联对偶问题,本文对标准模块的串联问题也进行了分析和讨论。 论文还对中功率应用DC/DC变流器拓扑(主要是全桥DC/DC变流器)进行了较为全面的总结、分类和比较。在分析和比较的基础上,提出了一些新的软开关全桥DC/DC变流器拓扑,并最后总结了11种全桥DC/DC变流器拓扑作为标准模块的候选拓扑。

参考文献:

[1]. 峰值电流控制法降低DC/DC Boost型变换器EMI水平研究[D]. 黄明明. 郑州大学. 2004

[2]. 混沌控制方法降低开关模式电源电磁干扰水平研究[D]. 赵坤. 郑州大学. 2003

[3]. 应用混沌控制降低Boost型变换器EMI水平研究[J]. 高金峰, 黄明明, 赵昆. 电力电子技术. 2004

[4]. 混沌控制降低新型闭环DC/DC Boost变换器电磁干扰水平研究[D]. 张旭辉. 郑州大学. 2006

[5]. 混沌控制降低Boost型变换器电磁干扰水平研究[J]. 张旭辉, 张绍忠, 徐磊. 微计算机信息. 2007

[6]. 降低开关模式电源EMI水平的混沌调制信号优化研究[D]. 熊军华. 郑州大学. 2004

[7]. 开关变换器传导电磁干扰抑制技术研究[D]. 张玉梅. 东北大学. 2010

[8]. 混沌开关调制技术降低开关模式电源EMI水平研究[D]. 吴振军. 郑州大学. 2003

[9]. 基于无桥交错并联和谐振技术的车载充电机研究[D]. 缪晓忠. 电子科技大学. 2012

[10]. 中功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究[D]. 张军明. 浙江大学. 2004

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