降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com冯友宏等：降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究冯友宏，关可。，陈天琴。(1．安徽师范大学物电学院安徽芜湖241000；2．长安大学信息工程学院陕西西安710064)摘要：针对DC／DC开关变换器存在的非线性混沌现象，利用时间离散映射方法，导出了DC／DCBuck变换器的精确离散模型，研究DC／DCBuck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC／DCBuck变换器的稳定性，最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC／DCBuck变换器工作于稳定状

2、态，可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分又及混沌现象的发生。关键词：DC／DCBuck变换器；离散模型分叉；混沌中图分类号：FN710文献标识码：A文章编号：1004—373X(2007)20—154—03BifurcationandChaoticBehaviorofBuckConverterFENGYouhong．GUANKe。，CHENTianqin(1．CollegeofPhysicsandEieclronicInformation，AnhuiNormalUniversity，Wuhu，241000，China2．SchoolofInf

3、ormationEngineering，('hanganUnversty，Xian，710064，China)Abstract：AnaccuratediscretemodeloftheDC／DCswitchconverterisproposed，basedontimediscretemappinganalysis．ThedynamicevolutionaryprocessofDC／DCbuckconverterbifurcationandthechaosareanalyzed．Thestabilityofconverterisdiscussed．T

4、heaccuracyofsystembifurcationandthechaosareverifiedthroughsimulationtest．Theexperimentalresultsshowthatbifurcationandthechaosphenomenoncarlbepreventedbyadjustingthevoltagefeedbackparameter，sothattheDC—DCBuckconvertercanworkinasteadystate．Keywords：DC／DCBuckconverter；discretemod

5、el；bifurcation；chaosDC／DC变换器运行中产生大量的非线性现象，主要单管非隔离直流变换器。其主电路的示意图如图l所示。是功率器件开关引起的。已有研究表明，在DC／DC开PWM关变换器实际运行中，时常会出现一些奇怪或不规则现象，如不明的电磁噪声、临界运行状态的突然崩溃、系统运行的不稳定和无法按实际要求工作等现象，这些现象是DC／DC变换器固有的非线性特性——分又和混沌现象的一种外在表现。。DC／DC变换器一旦进入混沌工作状态，由于混沌运动的不确定性将导致系统运行状态的无法图1Buck变换器示意图预测和控制，甚至完全无法工作。因此，

6、功率变换器分叉电路的输入输出存在如下关系：和混沌现象的研究，对于避免、消除和利用混沌具有非常0oD，Io1(1)重要的指导意义。文献E4]分别用输入电压和负载电容作—一为分叉和发生?昆沌的参数进行了仿真试验。选取电压反其中，己，。，，。，，J分别是输出电压、输出电流、输入馈系数作为分又和发生混沌的参数，通过调整反馈参数，电压、输入电流的平均值，D是晶体管的导通比。可以实现各种周期轨道的稳定控制。由于系统处在周期考虑电路在不连续工作模式(DCM)情况下，电路出运动区时，其电压转换效率高于系统处在混沌运动区时的现3种工作模式(见图2)：电压转换效率，因

7、此研究这种电路系统的混沌控制具有重模式l：即S导通，。截止时，此时的等效电路如图2要的实用价值。(a)所示，根据等效电路得到：1Buck变换器的基本电路和非线性动力学方程[5一c警+(2)Buck变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的．等+收稿日期：2007⋯0323模式2：即S关断，。导通时，此时的等效电路如图2154维普资讯http://www.cqvip.com《现代电子技术}2007年第20期总第259期集成电路其中一—．l．A．一．3．．．o．L￡(b)，根据等效电路得到：t

8、t，t—t。时刻)进行一次状态变量的采样，得到离一c警+警，●●●●●，、●●●【散序列{}，m一0，1，2，⋯由式(6)