基于软开关与混沌扩频技术的高EMC开关变换器

发布时间：2017-09-21 17:49

  本文关键词：基于软开关与混沌扩频技术的高EMC开关变换器

  更多相关文章： 混沌扩频 软开关 电磁兼容性 功率谱密度函数

【摘要】：随着国际电磁兼容性法规日益严格,研究高电磁兼容性(EMC)的绿色电源具有一定的理论价值和实际应用前景。本文旨在结合混沌扩频技术和软开关技术的优势,提出一种新的能够更好改善开关变换器EMC性能的有效途径。研究工作主要包括以下几个方面:1、设计一个混沌扩频软开关变换器。混沌扩频模式下,功率管开关频率随混沌信号变化,因此需设计新的软开关电路,此软开关电路必须在一定的频率范围内都能正常工作。本文详细分析引入蔡氏混沌信号后软开关电路的工作原理,并给出混沌扩频模式下软开关的实现条件,使得软开关电路在一定的频率范围内都能正常工作。2、从数学推导的角度理论论证软开关技术电磁干扰(EMI)抑制的有效性。本文以开关管漏源电压的功率谱密度函数作为切入点,推导开关管漏源电压的功率谱密度函数在硬开关和软开关两种工作方式下的数学表达式,对比两种工作方式下功率谱在倍频处谱峰值的变化,从理论上证明了软开关技术改善开关变换器EMC性能的有效性。再通过Saber软件进行仿真实验,验证理论推导的正确性。3、从数学推导的角度理论论证混沌扩频软开关技术可以更有效的抑制电磁干扰。给出开关管漏极电流功率谱密度函数的计算方法,理论分析指出混沌扩频软开关技术相对于软开关技术和单纯的混沌扩频技术可以更好的抑制开关管漏极电流功率谱在开关频率及其谐波处的谱峰值,使得能量不再集中于倍频处,从而有效的降低EMI水平。再通过Saber软件对硬开关、软开关、混沌扩频硬开关、混沌扩频软开关四种电路状态进行仿真实验,结果表明混沌扩频软开关变换器具有更好的EMC性能。4、研究混沌扩频软开关技术对开关变换器电性能的影响。通过详细分析混沌扩频软开关变换器输出电压纹波的产生机理,推导出该变换器在一个开关周期内输出电压纹波的数学表达式,对此表达式进行理论分析,分析结果表明输出电压纹波将随着混沌信号的增大而有所增大。然后,通过电路仿真进一步研究混沌扩频软开关技术对开关变换器输出电压纹波以及其他电性能的影响。
【关键词】：混沌扩频 软开关 电磁兼容性 功率谱密度函数
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46;TN03
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 开关变换器的电磁兼容问题11-14
• 1.2.1 开关变换器电磁干扰三要素11-12
• 1.2.2 开关变换器电磁干扰的形式12-13
• 1.2.3 开关变换器电磁干扰的抑制方法13-14
• 1.3 本论文的研究背景及意义14-17
• 1.4 本论文的研究内容与结构安排17-19
• 第二章 双管正激变换器的设计与实现19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 直流变换器的基本拓扑19-26
• 2.2.1 Buck变换器/ Boost变换器/(Buck/Boost)变换器19-21
• 2.2.2 Cuk变换器/Zata变换器/Sepic变换器21-22
• 2.2.3 正激型（Foward）变换器22-23
• 2.2.4 双管正激（Two-transistor Foward）变换器23-26
• 2.3 双管正激变换器的设计26-29
• 2.3.1 双管正激变换器的电路参数设计26-28
• 2.3.2 控制电路部分的简介28-29
• 2.4 电路仿真结果与分析29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 混沌扩频软开关变换器的设计与实现31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 混沌扩频软开关变换器的设计31-34
• 3.2.1 蔡氏电路31-33
• 3.2.2 混沌扩频软开关变换器的总体架构33-34
• 3.3 混沌扩频模式下软开关电路的设计34-40
• 3.3.1 软开关电路34-38
• 3.3.2 混沌扩频模式下软开关的实现条件38-40
• 3.4 电路仿真结果与分析40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 软开关技术改善开关变换器EMC的理论研究44-53
• 4.1 引言44-45
• 4.2 软开关技术45-46
• 4.3 原理简介46-47
• 4.4 开关管漏源电压的功率谱密度函数47-50
• 4.4.1 硬开关管漏源电压的频谱函数47-48
• 4.4.2 硬开关漏源电压的功率谱密度函数48-50
• 4.4.3 软开关漏源电压的功率谱密度函数50
• 4.5 电路仿真实验验证50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 混沌扩频软开关技术的理论研究53-64
• 5.1 引言53
• 5.2 扩频技术53-55
• 5.3 原理简介55-56
• 5.4 硬开关变换器开关管漏极电流的功率谱密度函数56-59
• 5.4.1 开关管漏极电流的频谱函数56-57
• 5.4.2 开关管漏极电流的功率谱密度函数57-59
• 5.5 混沌扩频软开关变换器开关管漏极电流的功率谱密度函数59-61
• 5.6 电路仿真实验验证61-63
• 5.7 本章小结63-64
• 第六章 混沌扩频软开关技术对开关变换器电性能的影响64-73
• 6.1 引言64-65
• 6.2 混沌扩频软开关变换器的输出电压纹波65-70
• 6.2.1 输出电压纹波分析65-69
• 6.2.2 电路仿真实验验证69-70
• 6.3 混沌扩频软开关变换器的输出电流纹波70-71
• 6.4 混沌扩频软开关变换器的稳定性71-72
• 6.5 本章小结72-73
• 总结与展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80-81
• 附件81

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本文编号：896004