抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混沌控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力电子技术领域，特别设及一种抑制电力电子变换器的电磁干扰新 型混浊控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力电子技术的快速发展，电力电子变换器已经广泛应用于生产生活中。但 是电力电子变换器中由于开关器件高频动作所引起的电磁干扰问题同样得到了广泛关注。 CPWM(化aoticPulseWi化hMo化lation，混浊脉宽调制）技术是一种基于混浊理论提出的 用于抑制电力电子变换器电磁干扰的新型调制技术，可W有效降低电力电子变换器开关频 率及其倍数次处的电磁干扰巧lectroma即eticInterference,EMI)峰值。
[0003] 目前，现有的CPWM主要是基于离散型混浊系统，如logistic映射、tent映射、 chebyshev映射等等。但是，现有的CPWM对电力电子变换器Effl的抑制效果有限，会带来很 高的背景噪声，在非开关频率及其倍频处产生大量次谐波，还会产生低频噪声，该些是在抑 制电力电子变换器Effl时所不期望的。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的目的在于提出一种抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混浊控制 方法，该方法能够更为有效的抑制电力电子变换器的电磁干扰，提高电力电子变换器的电 磁兼容性。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种抑制电力电子变换器的电磁干扰 新型混浊控制方法，包括W下步骤：根据多祸卷多翅膀混浊系统状态方程生成多祸卷多翅 膀混浊吸引子，并根据所述混浊吸引子得到所述多祸卷多翅膀混浊系统的状态变量；对所 述多祸卷多翅膀混浊系统的状态变量进行采样，W得到混浊序列；根据所述混浊序列得到 频率混浊变化的混浊载波信号，其中，所述混浊载波信号的频率通过如下公式表示；ft= ft+Xi，AtXiG(-l，l)，i= 1，2，...，其中，f。为混浊载波信号的频率，ft为基准载波频 率，Af为最大频率波动值，Xi为所述混浊序列；根据混浊脉宽调制信号与所述混浊载波信 号生成混浊脉冲宽度调制PWM控制信号，W控制所述电力电子变换器。
[0007] 根据本发明实施例的抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混浊控制方法，通过对 多祸卷多翅膀混浊系统的状态变量采样得到混浊序列，基于混浊序列生成频率混浊变化的 混浊载波信号，再将调制波信号与混浊载波信号相比较，产生混浊PWM控制信号，W控制电 力电子变换器开关器件，实现基于多祸卷多翅膀混浊系统的CPWM技术。本发明的方法在降 低开关频率及其倍数次Effl峰值的同时，能够减少在非开关频率及其倍数次，特别是低频 段引入的次谐波，从而进一步提高电力电子变换器的电磁兼容性。另外，该方法适用于任何 PWM控制的电力电子变换器中，易于实现，不增加硬件成本，且具有很强的应用性。
[000引另外，根据本发明上述实施例的抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混浊控制方 法，还可w具有如下附加的技术特征：
[0009] 在一些示例中，多祸卷混浊系统为改进化ua电路，多翅膀混浊系统为两方向分布 平面网格状多翅膀混浊系统。
[0010] 在一些示例中，所述改进化ua电路的无量纲状态方程为：
[0011]
[001引 其中，a= 10，P= 16，C= 0. 3~1为控制参数，(X,C)和fa(y)均为阶梯 波序列，其中fi(x,C)中的C为控制参数。
[001引在一些示例中，当产生偶数个祸卷吸引子时，所述fi(x，C)和f2(y)的具体构造形 式为：
[001 引 其中，Ai=A2〉0,N> 0，M> 0。
[0017] 在一些示例中，所述改进化ua电路可产生祸卷吸引子的数量为 (2化2)X(2M+2)X(2化2)，且呈现多方向网格祸卷分布。
[001引在一些示例中，当产生奇数个祸卷吸引子时，所述fi(x，C)和f2(y)的具体构造形 式为：
[00引]其中，Ai=A2〉0,N> 1，M> 1。
[002引在一些示例中，所述改进化ua电路可产生祸卷吸引子的数量为 (2化1)X(2M+1)X(2化1)，且呈现多方向网格祸卷分布。
[0023] 在一些示例中，所述两方向分布平面网格状多翅膀混浊系统的无量纲状态方程 为：
[0024]
[002引其中，
[0028] 其中，F〇=k，Fi= 2A/k，Ei= 0. 5(1+^八处，八，1^，1^。0为系数。
[0029] 在一些示例中，所述两方向分布平面网格状多翅膀混浊系统可产生的翅膀混浊吸 引子的数量为（2化2)X(2M+2)。
[0030] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0031] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0032] 图1是根据本发明一个实施例的抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混浊控制 方法的流程图；
[003引图2是根据本发明一个实施例的利用改进化ua电路生成的2X2X2祸卷的混浊 吸引子相图，分别为xy平面、yz平面和XZ平面；
[0034] 图3是根据本发明一个实施例的利用两方向分布平面网格状多翅膀混浊系统生 成的2X2翅膀的混浊吸引子相图；
[0035] 图4是根据本发明一个实施例的PWM控制的控制原理图；
[0036] 图5是根据本发明一个具体实施例的Boost变换器的拓扑图W及其Effl干扰路径 图；化及
[0037] 图6是根据本发明一个具体实施例的传统固定频率的PWM、基于离散混浊序列的 CPWMW及基于2X2祸卷混浊系统的CPWM，该3种控制方式下Boost变换器开关器件漏源 电压Vd。的频谱结果对比图。
【具体实施方式】
[0038] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0039] W下结合附图描述根据本发明实施例的抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混 浊控制方法。
[0040] 图1为根据本发明一个实施例的抑制电力电子变换器的电磁干扰新型混浊控制 方法的流程图。如图1所示，该方法包括W下步骤：
[0041] 步骤S101，根据多祸卷多翅膀混浊系统状态方程生成多祸卷多翅膀混浊吸引子， 并根据混浊吸引子得到多祸卷多翅膀混浊系统的状态变量。
[0042] 其中，在该步骤中，多祸卷混浊系统例如为改进化ua电路，多翅膀混浊系统例如 为两方向分布平面网格状多翅膀（Shimizu-Morioka，S-M)混浊系统。
[004引更为具体地，改进化ua电路的无量纲状态方程例如为：
[0044]
[004引 其中，a= 10，P= 16，C= 0. 3~1为控制参数，(X,C)和fa(y)均为阶梯 波序列，其中fi(x,C)中的C为控制参数。
[0046] 进一步地，在上式中，如果产生偶数个祸卷吸引子时，则fi(x，C)和f2(y)的具体 构造形式为：
[0049] 其中，Ai=A2〉0,N> 0，M> 0。
[0050] 进一步地，利用该式，可在改进化ua电路中产生祸卷吸引子的数量为 (2化2)X(2M+2)X(2化2)，且呈现多方向网格祸卷分布。
[0051] 另一方面，如果产生奇数个祸卷吸引子时，所述fi(x，C)和f2(y)的具体构造形式 为：
[0054] 其中，Ai=A2〉0,N> 1，M> 1。进一步地，利用该式，可在改进Chua电路中产生 祸卷吸引子的数量为（2化1)X(2M+1)X(2化1)，且呈现多方向网格祸卷分布。
[005引作为具体的例子，如图2所示，展示了当N= 0，M= 0时，利用上述公式生成的 2X2X2祸卷的混浊吸引子相图，图2(a)、图2(b)和图2(c)分别对应于xy平面、yz平面 和XZ平面的结果。
[0056] 进一步地，两方向分布平面网格状多翅膀S-M混浊系统的无量纲状态方程为：
[0060]
[0061]其中，在上式中，F〇=k，Fi= 2A/k，Ei= 0. 5(1+^八处，八，1^，1^。0为系数。
[0062] 进一步地，利用上述两方向分布平面网格状多翅膀S-M混浊系统的状态方程可产 生的翅膀混浊吸引子的数量为（2化2)X(2M+2)。作为具体的例子，如图3所示，展示了当N =0，M= 0时，利用上述公式生成的2X2翅膀的混浊吸引子相图。
[0063] 步骤S102,对多祸卷多翅膀混浊系统的状态变量进行采样，W得到混浊序列。在具 体示例中，在该步骤中，例如，采样频率设为f,。需要说明的是，采样频率的不同，混浊序列 的分布不同，应用于CPWM中，对电力电子变换器电磁干扰的抑制效果也会不同。
[0064] 步骤S103,根据混浊序列得到频率混浊变化的混浊载波信号，其中，混浊载波信号 的频率通过如下公式表示：
[00巧]fc= f r+Xi ? Af'XiG (-1，1)，i = 1，2，...，
[0066] 其中，f。为混浊载波信号的频率，ft为基准载波频率，Af为最大频率波动值，Xi为 混浊序列。在该示例中，此处Xi经过了一个比例运算，使XfG(-1,1)。
[0067] 步骤S104,根据混浊脉宽调制信号与混浊载波信号生成混浊脉冲宽度调制PWM控 制信号，W控制电力电子变换器。具体地说，将混浊脉宽调制信号与混浊载波信号进行比 较，W产生混浊PWM控制信号，根据混浊PWM控制信号控制电力电子变换器开关器件，W此 实现基于多祸卷多翅膀混浊系统的CPWM技术。
[006引作为具体的示例，PWM控制信号生成的原理如图4所示。利用调制波信号与频率 混浊变化的载波信号相比较，得到混浊PWM控制信号，即电力电子变换器开关器件的驱动 信号。由此混浊控制信号控制电力电子变换器工作于混浊状态，即可实现基于多祸卷多翅 膀混