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混沌频率调制改善开关电源EMC性能的实验研究

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电气应用 2006年第6期25卷 71-74页

作者：张建军丘水生陈莉明华南理工大学电子与信息学院 510640

混沌频率调制技术应用于开关电源可以改善开关信号的频谱特性,将原来集中在开关频率各次谐波上的能量分散到各次谐波附近,改善开关电源的EMC性能。文中分别用蔡氏电路、Tent映射、Bernoulli映射产生的离散混沌序列调制Boost电路的开关... 详细信息

混沌频率调制技术应用于开关电源可以改善开关信号的频谱特性,将原来集中在开关频率各次谐波上的能量分散到各次谐波附近,改善开关电源的EMC性能。文中分别用蔡氏电路、Tent映射、Bernoulli映射产生的离散混沌序列调制Boost电路的开关频率。实验结果表明混沌频率调制可以改善开关电源的EMC性能,同时可以看出不同的离散混沌序列调制后的开关电源EMC性能相差不大。混沌指数增加到一定程度后,开关电源的EMC性能不再有进一步的改善。

关键词：开关电源混沌频率调制 EMC 离散混沌序列

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混沌频率调制降低开关电源传导EMI的研究

电力电子技术 2008年第7期42卷 71-72,45页

作者：李志忠李优新华南理工大学广东广州510640 广东工业大学广东广州510006

利用混沌频率调制技术从噪声产生源头上降低了开关电源传导电磁干扰。将蔡氏电路产生的混沌信号加入脉宽调制芯片,实现了混沌频率调制技术,使开关频率随混沌信号随机变化。简单分析了混沌频率调制降低EMI噪声的原理,并试制了一台混沌频... 详细信息

利用混沌频率调制技术从噪声产生源头上降低了开关电源传导电磁干扰。将蔡氏电路产生的混沌信号加入脉宽调制芯片,实现了混沌频率调制技术,使开关频率随混沌信号随机变化。简单分析了混沌频率调制降低EMI噪声的原理,并试制了一台混沌频率调制反激变换器电源样机。给出了开关管电流信号的频谱以及传导干扰测试的结果。实验结果表明,该技术能有效降低开关谐波峰值,使开关电源易于通过EMI测试,因此极具应用前景。

关键词：电源脉宽调制/电磁干扰混沌频率调制

混沌频率调制降低高频隔离准Z源光伏并网微逆变器EMI水平研究

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混沌频率调制降低高频隔离准Z源光伏并网微逆变器EMI水平研究

作者：姜伟豪重庆理工大学

学位级别：硕士

随着传统不可再生化石能源的过度开发与利用,能源匮乏与环境污染问题日益凸显,光伏发电因其资源丰富、绿色清洁等优点得到了越来越多的关注与研究。逆变器是光伏发电系统的核心组件之一,微逆变器集成结构能够减小光伏电池板损坏和逆变... 详细信息

随着传统不可再生化石能源的过度开发与利用,能源匮乏与环境污染问题日益凸显,光伏发电因其资源丰富、绿色清洁等优点得到了越来越多的关注与研究。逆变器是光伏发电系统的核心组件之一,微逆变器集成结构能够减小光伏电池板损坏和逆变器故障对系统的影响,拥有传统集中式逆变器不可比拟的优势。隔离型准Z源微逆变器作为一种新型拓扑逆变器,因其具有电能转换高效、高升压比以及电气隔离等特性,适用于光伏发电系统中。通过提高逆变器工作频率的方式可以减小逆变器电感电容体积,从而使逆变器拥有更高的功率密度。然而,高频的开关动作会产生大量的电流电压突变,导致电磁干扰(EMI Electromagnetic Interference)的产生,影响其他元器件或者整个系统以及电网的稳定运行。混沌频率调制是一种从源头降低开关变换器电磁干扰水平的方法,该方法利用混沌信号的宽带连续频谱特性,能够将电磁干扰噪声能量尖峰拓宽到周围连续的频带上,从而降低频谱峰值使电路拥有更优的电磁兼容性能。本文以高频隔离准Z源光伏并网微逆变器作为研究对象,采用混沌频率调制技术对该逆变器进行电磁干扰抑制。首先,分析了高频隔离准Z源光伏并网微逆变器工作原理,基于器件行为表现分析了逆变器中各个器件的高频特性,并给出了各个寄生参数的计算方法,基于对高频隔离准Z源光伏并网微逆变器的传导EMI测试原理以及传导EMI分析,明确了高频噪声的干扰源和电磁干扰传导路径。其次,分析了蔡氏电路产生的混沌信号,设计了一个新的偶对称分段型Chen系统多涡卷混沌,并给出了电路实现方案,通过仿真得到了两混沌系统产生的混沌信号及其频谱波形,从数值分析和频谱概率密度角度上对两者进行对比,为后续抑制高频隔离准Z源光伏并网微逆变器电磁干扰提供混沌频率调制扩频信号。然后,详细分析了传统PWM调制和混沌频率调制模式,从频谱量化角度分析了混沌频率调制抑制高频隔离准Z源光伏并网微逆变器EMI水平的特点,通过仿真得出了该逆变器在常规定频、正弦扩频和混沌扩频下的PWM驱动脉冲频谱,验证了混沌频率调制抑制高频隔离准Z源光伏并网微逆变器EMI水平的有效性。最后,设计了隔离型准Z源逆变器的主电路、外围电路以及DSP软件系统,搭建了一台300W实验样机。通过Saber-Simulink协同仿真,验证了将偶对称分段型Chen系统多涡卷混沌产生的混沌信号作为混沌频率调制的扩频信号时,对该逆变器的EMI水平有明显的抑制。同时仿真验证了不同扩频调制系数对EMI水平和并网电流的影响,最后在实验样机上验证了理论和仿真的正确性。

关键词：隔离型准Z源逆变器多涡卷混沌混沌频率调制 EMI抑制

基于混沌频率调制策略的有源电力滤波器关键技术研究

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基于混沌频率调制策略的有源电力滤波器关键技术研究

作者：郭宪亭长春工业大学

学位级别：硕士

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)由于其可以有效地抑制电力系统中的谐波以及对电网进行无功补偿,故广泛应用于工业、民用和商业等诸多领域。空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)变换器是组成APF的重... 详细信息

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)由于其可以有效地抑制电力系统中的谐波以及对电网进行无功补偿,故广泛应用于工业、民用和商业等诸多领域。空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)变换器是组成APF的重要部分,它可以生成补偿电流来抵消由于非线性负载产生的谐波和无功分量,从而使电网电流保持正弦波形且与电网电压相位一致。但是,当SVPWM在固定开关频率下进行高频率动作时会导致变换器的输出波形在整数倍载波频率处产生较大幅值的高次谐波,这些高次谐波由于耦合效应会产生电磁干扰(Electromagnetic Inter-ference,EMI),这就导致了APF在补偿非线性负载的谐波分量时性能下降。为了抑制APF的载频谐波,本文将混沌载波频率调制策略引入了APF系统。在研究过程中,本文主要的工作和创新性研究成果为:(1)进行了三相并联型APF系统设计。首先,通过分析APF的系统组成及工作原理建立了三相并联型APF的数学模型,并且对SVPWM进行了原理阐述;其次,进行了APF主电路的参数设计,通过理论分析与计算确定了开关频率、交流侧电感、直流母线电压和直流母线电容的选取,并且完成了并网滤波器的设计。(2)分析了三相并联型APF的谐波检测技术,包括基于DFT算法的谐波检测技术以及基于瞬时无功功率理论的p-q谐波检测法和i-i谐波检测法。分别对两种检测技术的原理进行了阐述与分析。然后,对DFT和p-q和i-i三种检测法进行仿真对比,分析了三种检测算法各自的优点与缺点。(3)分析了周期频率调制和混沌频率调制的原理以及频谱分布特性。首先,通过使用双重傅里叶级数算法对周期频率调制的SVPWM进行了频谱量化计算,给出了SVPWM在开关频率和整数倍载波频率处存在较大谐波幅值的理论依据。然后,进一步将上述提到的频谱研究算法推广应用于混沌载波频率调制的SVPWM频谱量化计算中,得出了混沌载波频率调制可以抑制谐波幅值的理论依据。最后,通过仿真分析验证了混沌频率调制对比于周期频率调制的优越性。(4)对传统的双环PI控制策略进行了设计与分析,针对传统双环PI控制策略的缺点给出了改进措施。首先,设计出了传统PI系统电流内环和电压外环的比例系数和积分时间常数,并且通过波特图验证了设计的正确性;其次,针对传统双环PI系统的谐波抑制方面进行了改进,提出了基于混沌控制周期的双环PI控制系统,通过建立改进PI系统的数学模型完成了参数设计,并验证了所设计系统对波形的跟踪性和精确性;最后,仿真对比了传统双环PI控制系统与改进双环PI控制系统对谐波抑制的性能,验证了改进的双环PI控制系统在谐波抑制方面的优越性能,证明了本文所提出策略的正确性。

关键词：有源电力滤波器谐波抑制电磁干扰混沌频率调制 PI控制

一种简化换流的双级矩阵变换器混沌载波频率调制技术

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电工技术学报 2013年第8期28卷 149-156页

作者：齐琛陈希有大连理工大学电气工程学院大连116024

针对恒定载波频率调制的双级矩阵变换器(TSMC)输出电压含有高峰值离散谐波,产生电磁干扰的问题,本文首次将混沌载波频率调制技术(CCFMT)应用于TSMC来扩展谐波边带,降低谐波峰值。分析了CCFMT调制前后输出电压频谱和输入输出电流纹波的... 详细信息

针对恒定载波频率调制的双级矩阵变换器(TSMC)输出电压含有高峰值离散谐波,产生电磁干扰的问题,本文首次将混沌载波频率调制技术(CCFMT)应用于TSMC来扩展谐波边带,降低谐波峰值。分析了CCFMT调制前后输出电压频谱和输入输出电流纹波的变化。但是,CCFMT会增加TSMC产生窄脉冲的几率,增加换流难度。为此,本文使用整流级含有零矢量的调制方式,延长了整流级零电流换流时间,并且适当选择调制波和载波形状,简化了换流过程。建立TSMC实验平台,表明本文提出的调制技术能够有效地降低输出电压谐波峰值。

关键词：双级矩阵变换器混沌频率调制载波调制频谱换流

混沌映射抑制DC-DC变换器EMI水平的实验研究

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中国电机工程学报 2006年第5期26卷 76-81页

作者：李志忠丘水生陈艳峰华南理工大学电子与信息学院广东省广州市510640

探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的实际效果。详细地分析了被调制信号的频谱与混沌系统产生的调制信号的不变密度函数之间的关系。设计了一个简单的、具有均匀分布密度的tent映射混沌电路,并以此电路产生的离散时间... 详细信息

探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的实际效果。详细地分析了被调制信号的频谱与混沌系统产生的调制信号的不变密度函数之间的关系。设计了一个简单的、具有均匀分布密度的tent映射混沌电路,并以此电路产生的离散时间混沌信号作为频率调制信号,加入到工作在闭环连续导电模式的Buck变换器中,从而在开关变换器中实现了混沌频率调制,使开关频率随混沌信号随机变化。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,而且实现电路简单,是解决开关变换器电磁兼容性问题的一种新的有效途径和具有应用前景的技术。

关键词：电力电子混沌频率调制电磁干扰 tent映射混沌电路变换器

混沌调制对离线式开关变换器EMI抑制的有效性

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华南理工大学学报（自然科学版） 2005年第5期33卷 59-63,73页

作者：李志忠丘水生华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

将蔡氏电路加入脉宽调制电路,实现了混沌频率调制,使开关频率随混沌信号随机变化.文中探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的效果,分析了混沌频率调制抑制EMI噪声的原理,并建立了元件级电路仿真模型.仿真结果表明该技术... 详细信息

将蔡氏电路加入脉宽调制电路,实现了混沌频率调制,使开关频率随混沌信号随机变化.文中探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的效果,分析了混沌频率调制抑制EMI噪声的原理,并建立了元件级电路仿真模型.仿真结果表明该技术能有效降低开关谐波峰值,而且对输出电压影响不大,具有应用前景.

关键词：混沌频率调制电磁干扰变换器

混沌调制对开关变换器EMI抑制有效性的实验研究

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电工技术学报 2006年第8期21卷 97-102页

作者：李志忠丘水生陈艳峰广东工业大学信息工程学院华南理工大学电子与信息学院广州510640 华南理工大学电子与信息学院

探讨了混沌频率调制技术在开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。... 详细信息

探讨了混沌频率调制技术在开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。

关键词：混沌频率调制电磁干扰变换器

改进的Tent映射混沌调频雷达信号抗多径性能

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现代雷达 2012年第1期34卷 25-29页

作者：谢绍斌王安安谢晟刘立东电子科技大学电子工程学院成都611731 空军工程大学电讯工程学院西安710077 中国电子科技集团第二十研究所西安710068

最近几年,许多研究人员利用基于混沌的频率调制信号应用于距离和多普勒成像,在研究中发现,基于Tent映射的调频雷达信号性能有待进一步改善。文中提出了改进途径,对Tent映射进行多段线性分段处理,给出了数学定义式及其性能,如最大Lyapuno... 详细信息

最近几年,许多研究人员利用基于混沌的频率调制信号应用于距离和多普勒成像,在研究中发现,基于Tent映射的调频雷达信号性能有待进一步改善。文中提出了改进途径,对Tent映射进行多段线性分段处理,给出了数学定义式及其性能,如最大Lyapunov指数、宽带噪声特性、优异的自相关和图钉状的模糊函数。通过分析计算和仿真结果表明,基于多段线性分段Tent映射混沌调频雷达信号在多径传播环境下的抗多径性能得到明显改善,在高分辨成像雷达中有良好的应用前景。

关键词：混沌频率调制 Tent映射多段线性分段多径 Lyapunov指数谱自相关模糊函数