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电压控制不连续导电模式DC-DC变换器的熵特性研究

徐红梅 金永镐 郭树旭

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电压控制不连续导电模式DC-DC变换器的熵特性研究

徐红梅, 金永镐, 郭树旭

Entropy in voltage mode controlled discontinuous conducting mode DC-DC converters

Xu Hong-Mei, Jin Yong-Gao, Guo Shu-Xu
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  • 结合DC-DC变换器非线性特性随反馈增益k变化的关系,以及熵能够反映序列总体统计特征的特点,提出一种基于熵估计DC-DC变换器非线性行为的新方法. 以一阶电压反馈不连续导电模式 DCM Buck和Boost变换器为例,详细分析了不同反馈增益k和初值x0形成的数值序列及熵的分布情况. 研究结果表明:DC-DC变换器的熵由反馈增益k决定,与初值x0无关,最终小于理论极大值log2N (N为统计区间个数);熵能够准确区分DC-DC变换器的倍周期分岔和混沌行为,从而得到一种新的可量化的DC-DC变换器非线性动力学行为指标;完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法.
    Considering that the variation of nonlinear characteristics of DC-DC converter with parameter k and the fact that entropy can reflect the statistical characteristic of numerical sequence, in this paper we propose a new method to estimate the nonlinear characteristics of DC-DC converter based on the information about entropy. In this study, taking one-order DCM Buck and Boost converter for example, the distributions of numerical sequences and entropies are analysed under different values of feedback gain k and initial values of x0. The results prove that the entropy of DC-DC converter is determined by feedback gain k and irrelevant to initial value x0, and its final value is smaller than the theoretical maximum value log2N (N is the number of partition), and that entropy can discriminate the period-doubling bifurcation and chaos. So a quantifiable nonlinear dynamical behavior index is obtained which can provide theoretical basis for understanding chaos characteristic and chaos control, and perfect the theoretical analysis method in DC-DC converters.
    • 基金项目: 吉林省科技厅(批准号:201115224)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Science and Technology Department of Jilin Province, China (Grant No. 201115224).
    [1]

    Wu C H, Chen C L 2009 IEEE Trans. Circuits Syst. II 56 763

    [2]

    Hsieh C Y, Chen K H 2009 IEEE J. Solid-State Circuits 44 2568

    [3]

    Liu X, Guo S X, Chang Y C, Zhu S D, Wang S 2009 J. Chin. Univ. Posts Telecommun. 16 98

    [4]

    Ma Y, Kawakami H, Tse C K 2004 IEEE Trans. Circuit Syst. I 51 1184

    [5]

    Zou Y L, Luo X S, Chen G R 2006 Chin. Phys. 15 1719

    [6]

    De S, Dutta P S, Banerjee S 2012 Phys. Lett. A 376 400

    [7]

    Zhou Y F, Chen J N, Tse C K, Ke D M, Shi L X, Sun W F 2004 Acta Phys. Sin. 53 3676 (in Chinese) [周宇飞, 陈军宁, 谢智刚, 柯导明, 时龙兴, 孙伟锋 2004 物理学报 53 3676]

    [8]

    Toribio E, El Aroudi A, Olivar G, Benadero L 2000 IEEE Trans. Power Electron 15 1163

    [9]

    Zhusubaliyev Z T, Mosekilde E, De S, Banerjee S 2008 Phys. Rev. E 77 026206

    [10]

    Wang F Q, Zhang H, Ma X K 2012 Chin. Phys. B 21 020505

    [11]

    Lu W G, Zhou L W, Luo Q M, Du X 2007 Acta Phys. Sin. 56 6275 (in Chinese) [卢伟国, 周雒维, 罗全明, 杜雄 2007 物理学报 56 6275]

    [12]

    Zhou G H, Xu J P, Bao B C, Jin Y Y 2010 Chin. Phys. B 19 060508

    [13]

    Chen X, Qiu S S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7630 (in Chinese) [陈旭, 丘水生 2010 物理学报 59 7630]

    [14]

    Ren H P, Liu D 2005 Chin. Phys. 14 1352

    [15]

    Wang F Q, Ma X K, Yan Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 060510 (in Chinese) [王发强, 马西奎, 闫晔2011 物理学报 60 060510]

    [16]

    Xie L L, Gong R X, Zhuo H Z, Ma X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 058401 (in Chinese) [谢玲玲, 龚仁喜, 卓浩泽, 马献花 2012 物理学报 61 058401]

    [17]

    Zhusubaliyev Z T, Mosekilde E, Yanochkina O O 2011 IEEE Trans. Power Electron. 26 1270

    [18]

    Zhou Y F, Chen J N, Tse C K, Qiu S S, Ke D M, Shi L X, Sun W F 2004 Acta Elec. Sin. 32 264 (in Chinese) [周宇飞, 陈军宁, 谢智刚, 丘水生, 柯导明, 时龙兴, 孙伟锋 2004 电子学报 32 264]

    [19]

    Li M, Ma X K, Dai D, Zhang H 2005 Acta Phys. Sin. 54 1084 (in Chinese) [李明, 马西奎, 戴栋, 张浩 2005 物理学报 54 1084]

    [20]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2011 IEEE Trans. Power Electron. 26 2101

    [21]

    Xie F, Yang R, Zhang B 2012 Acta Phys. Sin. 61 110504 (in Chinese) [谢帆, 杨汝, 张波 2012 物理学报 61 110504]

    [22]

    Fu Z Y 2001 Information Theory (Beijing: Electronics Industry Press) p24 (in Chinese) [傅祖芸2001信息论(北京: 电子工业出版社) 第24页]

    [23]

    Tse C K 1994 Int. J. Circuit Theory Appl. 22 263

    [24]

    Tse C K 1994 IEEE Trans. Circuit Syst. I 42 16

  • [1]

    Wu C H, Chen C L 2009 IEEE Trans. Circuits Syst. II 56 763

    [2]

    Hsieh C Y, Chen K H 2009 IEEE J. Solid-State Circuits 44 2568

    [3]

    Liu X, Guo S X, Chang Y C, Zhu S D, Wang S 2009 J. Chin. Univ. Posts Telecommun. 16 98

    [4]

    Ma Y, Kawakami H, Tse C K 2004 IEEE Trans. Circuit Syst. I 51 1184

    [5]

    Zou Y L, Luo X S, Chen G R 2006 Chin. Phys. 15 1719

    [6]

    De S, Dutta P S, Banerjee S 2012 Phys. Lett. A 376 400

    [7]

    Zhou Y F, Chen J N, Tse C K, Ke D M, Shi L X, Sun W F 2004 Acta Phys. Sin. 53 3676 (in Chinese) [周宇飞, 陈军宁, 谢智刚, 柯导明, 时龙兴, 孙伟锋 2004 物理学报 53 3676]

    [8]

    Toribio E, El Aroudi A, Olivar G, Benadero L 2000 IEEE Trans. Power Electron 15 1163

    [9]

    Zhusubaliyev Z T, Mosekilde E, De S, Banerjee S 2008 Phys. Rev. E 77 026206

    [10]

    Wang F Q, Zhang H, Ma X K 2012 Chin. Phys. B 21 020505

    [11]

    Lu W G, Zhou L W, Luo Q M, Du X 2007 Acta Phys. Sin. 56 6275 (in Chinese) [卢伟国, 周雒维, 罗全明, 杜雄 2007 物理学报 56 6275]

    [12]

    Zhou G H, Xu J P, Bao B C, Jin Y Y 2010 Chin. Phys. B 19 060508

    [13]

    Chen X, Qiu S S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7630 (in Chinese) [陈旭, 丘水生 2010 物理学报 59 7630]

    [14]

    Ren H P, Liu D 2005 Chin. Phys. 14 1352

    [15]

    Wang F Q, Ma X K, Yan Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 060510 (in Chinese) [王发强, 马西奎, 闫晔2011 物理学报 60 060510]

    [16]

    Xie L L, Gong R X, Zhuo H Z, Ma X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 058401 (in Chinese) [谢玲玲, 龚仁喜, 卓浩泽, 马献花 2012 物理学报 61 058401]

    [17]

    Zhusubaliyev Z T, Mosekilde E, Yanochkina O O 2011 IEEE Trans. Power Electron. 26 1270

    [18]

    Zhou Y F, Chen J N, Tse C K, Qiu S S, Ke D M, Shi L X, Sun W F 2004 Acta Elec. Sin. 32 264 (in Chinese) [周宇飞, 陈军宁, 谢智刚, 丘水生, 柯导明, 时龙兴, 孙伟锋 2004 电子学报 32 264]

    [19]

    Li M, Ma X K, Dai D, Zhang H 2005 Acta Phys. Sin. 54 1084 (in Chinese) [李明, 马西奎, 戴栋, 张浩 2005 物理学报 54 1084]

    [20]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2011 IEEE Trans. Power Electron. 26 2101

    [21]

    Xie F, Yang R, Zhang B 2012 Acta Phys. Sin. 61 110504 (in Chinese) [谢帆, 杨汝, 张波 2012 物理学报 61 110504]

    [22]

    Fu Z Y 2001 Information Theory (Beijing: Electronics Industry Press) p24 (in Chinese) [傅祖芸2001信息论(北京: 电子工业出版社) 第24页]

    [23]

    Tse C K 1994 Int. J. Circuit Theory Appl. 22 263

    [24]

    Tse C K 1994 IEEE Trans. Circuit Syst. I 42 16

  • [1] 黄丽亚, 霍宥良, 王青, 成谢锋. 基于K-阶结构熵的网络异构性研究. 物理学报, 2019, 68(1): 018901. doi: 10.7498/aps.68.20181388
    [2] 韩韬, 刘香莲, 李璞, 郭晓敏, 郭龑强, 王云才. 线宽增强因子对光反馈半导体激光器混沌信号生成随机数性能的影响. 物理学报, 2017, 66(12): 124203. doi: 10.7498/aps.66.124203
    [3] 杨海波, 吴正茂, 唐曦, 吴加贵, 夏光琼. 反馈强度对外腔反馈半导体激光器混沌熵源生成的随机数序列性能的影响. 物理学报, 2015, 64(8): 084204. doi: 10.7498/aps.64.084204
    [4] 沙金, 许建平, 陈一鸣. 离散移相控制全桥DC-DC变换器的能量迭代建模及多周期态研究. 物理学报, 2015, 64(10): 108401. doi: 10.7498/aps.64.108401
    [5] 李先锐, 朱彦丽. DC-DC变换器的信息熵分析. 物理学报, 2014, 63(23): 238401. doi: 10.7498/aps.63.238401
    [6] 梁君生, 武媛, 王安帮, 王云才. 利用频谱仪提取双反馈混沌半导体激光器的外腔长度密钥. 物理学报, 2012, 61(3): 034211. doi: 10.7498/aps.61.034211
    [7] 潘欣裕, 赵鹤鸣. Logistic混沌系统的熵特性研究. 物理学报, 2012, 61(20): 200504. doi: 10.7498/aps.61.200504
    [8] 史正平. 简易混沌振荡器的混沌特性及其反馈控制电路的设计. 物理学报, 2010, 59(9): 5940-5948. doi: 10.7498/aps.59.5940
    [9] 赵严峰. 双反馈半导体激光器的混沌特性研究. 物理学报, 2009, 58(9): 6058-6062. doi: 10.7498/aps.58.6058
    [10] 颜森林. 外腔延时反馈半导体激光器混沌偏振可调控制方法研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6878-6882. doi: 10.7498/aps.57.6878
    [11] 孔令琴, 王安帮, 王海红, 王云才. 光反馈半导体激光器产生低频起伏与高维混沌信号及其演化过程. 物理学报, 2008, 57(4): 2266-2272. doi: 10.7498/aps.57.2266
    [12] 颜森林. 延时反馈半导体激光器双劈控制混沌方法研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2827-2831. doi: 10.7498/aps.57.2827
    [13] 颜森林. 半导体激光器混沌光电延时负反馈控制方法研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2100-2106. doi: 10.7498/aps.57.2100
    [14] 卢伟国, 周雒维, 罗全明, 杜 雄. BOOST变换器延迟反馈混沌控制及其优化. 物理学报, 2007, 56(11): 6275-6281. doi: 10.7498/aps.56.6275
    [15] 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. 物理学报, 2005, 54(2): 543-549. doi: 10.7498/aps.54.543
    [16] 牛振风, 刘文彪. 新Tortoise坐标变换与任意加速带电动态黑洞熵. 物理学报, 2005, 54(1): 475-480. doi: 10.7498/aps.54.475
    [17] 赵益波, 罗晓曙, 方锦清, 汪秉宏. 电压反馈型DC-DC变换器的稳定性研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5022-5026. doi: 10.7498/aps.54.5022
    [18] 肖方红, 阎桂荣, 韩宇航. 混沌伪随机序列复杂度分析的符号动力学方法. 物理学报, 2004, 53(9): 2876-2881. doi: 10.7498/aps.53.2876
    [19] 邹艳丽, 罗晓曙, 方锦清, 汪秉宏. 脉冲电压微分反馈法控制buck功率变换器中的混沌. 物理学报, 2003, 52(12): 2978-2984. doi: 10.7498/aps.52.2978
    [20] 蔡觉平, 李 赞, 宋文涛. 一种混沌伪随机序列复杂度分析法. 物理学报, 2003, 52(8): 1871-1876. doi: 10.7498/aps.52.1871
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-16
  • 修回日期:  2013-09-04
  • 刊出日期:  2013-12-05

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