多频率控制开关变换器的自相似和混频现象分析

发布时间：2018-01-09 07:00

本文关键词：多频率控制开关变换器的自相似和混频现象分析　出处：《物理学报》2014年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：在多频率控制开关变换器的工作原理及状态方程的基础上,建立了多频率控制断续导电模式开关变换器的离散迭代映射模型,并推导了相应的特征值方程和Lyapunov指数.根据离散迭代映射模型,对多频率控制开关变换器进行了分岔分析.结果表明:在电路参数变化时,变换器存在边界碰撞分岔行为和多周期行为;当误差界限电压较大时,变换器表现出自相似现象,而当误差界限电压较小时,变换器则表现出混频现象.采用Lyapunov指数研究了变换器的稳定性,验证了分岔分析的正确性.经过电路仿真,进一步分析了负载变化时变换器的时域波形和相轨图,并验证了离散迭代映射模型的有效性和理论分析的正确性.最后通过实验结果验证了文中的仿真结果.
[Abstract]:Based on the working principle and state equation of multi-frequency controlled switching converter, the discrete iterative mapping model of multi-frequency controlled intermittent conductive mode switching converter is established. The corresponding eigenvalue equation and Lyapunov exponent are derived. According to the discrete iterative mapping model, the bifurcation analysis of the multi-frequency controlled switching converter is carried out. The results show that: when the circuit parameters change. The converter has boundary collision bifurcation behavior and multi-period behavior. When the error limit voltage is large, the converter exhibits self-similar phenomenon, while when the error limit voltage is small, the converter shows mixing phenomenon. The stability of the converter is studied by using Lyapunov exponent. The correctness of the bifurcation analysis is verified. Through the circuit simulation, the time domain waveform and the phase rail diagram of the converter are further analyzed when the load is changing. The validity of the discrete iterative mapping model and the correctness of the theoretical analysis are verified. Finally, the simulation results are verified by the experimental results.
【作者单位】：磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学电气工程学院;合肥工业大学电气与自动化工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:51177140,61371033) 四川省青年科技基金(批准号:2013JQ0033) 中央高校基本科研业务费专项~~
【分类号】：TM46
【正文快照】： 1引言开关变换器是一种典型的强非线性动力学系统,存在丰富的动力学行为和非线性现象.开关变换器的控制方式,比如电压型控制、电流型控制等,是影响开关变换器性能、运行机制和内在特性的关键因素.近年来,已有不少文献对电压型控制和电流型控制开关变换器的动力学行为进行了深

【参考文献】

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3 王发强;张浩;马西奎;;单周控制Buck变换器中的降频现象分析[J];物理学报;2008年05期

4 周国华;许建平;包伯成;;峰值/谷值电流型控制开关DC-DC变换器的对称动力学现象分析[J];物理学报;2010年04期

5 王金平;许建平;周国华;米长宝;秦明;;脉冲序列控制CCM Buck变换器低频波动现象分析[J];物理学报;2011年04期

6 沙金;包伯成;许建平;高玉;;脉冲序列控制电流断续模式Buck变换器的动力学建模与边界碰撞分岔[J];物理学报;2012年12期

7 王金平;许建平;秦明;牟清波;;开关DC-DC变换器双频率脉冲序列调制技术[J];中国电机工程学报;2010年33期

8 张希;包伯成;王金平;马正华;许建平;;固定关断时间控制Buck变换器输出电容等效串联电阻的稳定性分析[J];物理学报;2012年16期

9 包伯成;杨平;马正华;张希;;电路参数宽范围变化时电流控制开关变换器的动力学研究[J];物理学报;2012年22期

10 杨平;包伯成;沙金;许建平;;开关变换器斜坡补偿动力学机理研究[J];物理学报;2013年01期

【共引文献】

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3 汪莉丽;周宇飞;陈军宁;;并联降压变换器的非线性行为分析与控制[J];电源技术;2012年02期

4 包伯成;许建平;刘中;;斜坡补偿Buck变换器工作状态域估计[J];电子学报;2009年12期

5 吴志敏;包伯成;张希;;脉冲序列控制DCM Boost变换器的控制脉冲组合和输出电压纹波研究[J];电测与仪表;2013年03期

6 谢帆;张波;杨汝;;基于安匝和的隔离式开关变换器霍普夫分岔与准周期现象研究[J];电子学报;2013年09期

7 马正华;王国云;包伯成;冯霏;曹秋娟;;脉冲序列控制反激式变换器边界碰撞分岔与电路参数估计[J];电工技术学报;2013年12期

8 吴松荣;许建平;龚华彬;周国华;王金平;;双频率控制开关变换器低频波动现象抑制方法[J];电力自动化设备;2014年01期

9 程为彬;傅钟炜;钟彦儒;;Boost变换器中混沌行为参数敏感性分析[J];机械工程学报;2008年04期

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2 包伯成;许建平;刘中;;开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究[J];电子科技大学学报;2008年03期

3 周宇飞,陈军宁,柯导明;电流模式控制Boost变换器中的呼吸现象[J];电子学报;2005年05期

4 包伯成;许建平;刘中;;斜坡补偿Buck变换器工作状态域估计[J];电子学报;2009年12期

5 程林;倪金华;洪志良;刘洋;;一种固定关断时间控制模式的升压变换器[J];固体电子学研究与进展;2011年03期

6 毕玉春;汪小锋;刘立生;;具有斜坡补偿的Buck-Boost变换器的碰撞分岔现象及混沌[J];哈尔滨理工大学学报;2010年03期

7 罗晓曙,汪秉宏,陈关荣,全宏俊,方锦清,邹艳丽,蒋品群;DC-DC buck变换器的分岔行为及混沌控制研究[J];物理学报;2003年01期

8 戴栋,马西奎,李小峰;一类具有两个边界的分段光滑系统中边界碰撞分岔现象及混沌[J];物理学报;2003年11期

9 周宇飞,陈军宁,谢智刚,柯导明,时龙兴,孙伟锋;参数共振微扰法在Boost变换器混沌控制中的实现及其优化[J];物理学报;2004年11期

10 黄良玉,罗晓曙,方锦清,赵益波,唐国宁;用滑模变结构控制方法实现外腔反馈式半导体激光器的混沌控制[J];物理学报;2005年02期

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4 王艳丹，蔡宣三;全桥零电压开关─脉宽调制变换器的小信号分析与最优控制[J];清华大学学报(自然科学版);1994年04期

5 林波涛，，丘水生;PWM开关变换器的极限环与状态空间平均法[J];华南理工大学学报(自然科学版);1997年03期

6 苏彩红,陆益民,朱学峰;基于等效小参量法的Buck开关变换器的稳态分析[J];广西大学学报(自然科学版);2004年01期

7 辛伊波;赵顺东;;电流控制模式开关变换器研究[J];电子与封装;2006年04期

8 余明杨;蒋新华;;变换器传输线建模方法的数字仿真[J];中国电机工程学报;2008年03期

9 李云秀;孙建峰;邬伟扬;;单极隔离式功率因数校正(PFC)变换器[J];电源技术应用;2001年08期

10 张建军;张莉明;丘水生;;混沌调制抑制开关变换器EMI的实验研究[J];航天控制;2006年04期