提高DC/DC转换器EMC性能的新策略

 摘要：为了提高DC/DC转换器的电磁兼容性，基于混沌现象的宽频谱特性提出了一种新的DC/DC转换器控制策略。首先推导了能够产生可控幅度混沌序列的Logistic映射形式，然后利用混沌序列对电流滞环控制策略的电流参考值进行扰动。从而扩展了电感电流的功率谱，降低了在开关频率及其谐波频率上发射的电磁干扰。仿真研究证明，该控制策略可以改善的DC/DC转换器电磁兼容性能。

关键词：DC/DC转换器；电力电子；混沌；电磁兼容

近年来由于各种电气、电子设备数量的急剧增加，使设备间的电磁兼容性(EMC)日益受到了人们的重视。欧共体已经规定，从1996年1月1日起进入欧共体市场的电子、电气产品必须符合相关的EMC标准，否则不允许在欧洲市场流通。因此，为了提高电子、电气产品在国际市场上的竞争力，EMC性能是一个不容忽视的问题。

采用脉宽调制(PWM)模式控制的DC/DC电源模块在正常工作时，所有的电压电流波形都是周期的。因此，在开关频率及其谐波频率上会产生较强的电磁干扰(EMI)，从而使整个设备不能满足相关EMC标准的要求。

混沌现象是近年来非线性理论研究的一个热点。混沌序列具有类似随机序列的宽频谱特性，且易于产生。本文利用混沌序列的特点，提出了一种新的DC/DC转换器控制策略，该控制策略降低了变换器在开关频率及其高次谐波频率上的EMI。

Logistic混沌序列

Logistic映射有多种表达式，如式1所示是常见的一种。

把u做为分叉参数，由分叉理论可知，当u=3和时系统分别产生周期2和周期4不动点。系统发生混沌的临界值

式中δ≈4.6692为Feigenbaum常数。代入数值计算，u_c≈3.5714，如图1a所示。由图可知，当分叉参数u=4时，x系统处于混沌状态，变量x在区间(0，1)内取值。

为了得到可在任意范围内取值，且其均值为0的混沌序列，做如下变换：

代入式(1)，令u=4并且在满足迭代序列平均值为0条件下，整理得到

为了便于表述，称式(4)为变形Losgistic映射。利用变形Losgistic映射得到的混沌序列，其取值围由参数a控制，且均值为零。当a=0.4时得到的在(-0.2，0.2)内取值的混沌序列如图1c所示。

(a)Logistic映射分叉图

(b)Logistic映射产生的混沌序列(u=4)

(c)变形Logistic映射产生的混沌序列(a=0.4)

图1Logistic映射