搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不同开关频率下电压控制升压变换器中的Hopf分岔分析

王发强 马西奎 闫晔

引用本文:
Citation:

不同开关频率下电压控制升压变换器中的Hopf分岔分析

王发强, 马西奎, 闫晔

Analysis of Hopf bifurcation in voltage-controlled boost converter under different switching frequencies

Wang Fa-Qiang, Ma Xi-Kui, Yan Ye
PDF
导出引用
  • 由于电压控制升压变换器的传统平均模型中没有包含开关频率,从而无法分析开关频率的大小对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响. 通过建立电压控制升压变换器的含有开关频率的改进平均模型,分析了开关频率对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响,并设计硬件电路,给出电路试验结果. 研究表明:采用电压控制升压变换器的改进平均模型,可以有效地分析不同开关频率对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响; 随着开关频率的减小,电压控制升压变换器更易于发生Hopf分岔.
    Due to the absence of the switching frequency in the conventional average model of the voltage-controlled boost converter, this model cannot be used to analyze the influence of the switching frequency on the Hopf bifurcation in the voltage-controlled boost converter. In this paper, the influence of the switching frequency on the Hopf bifurcation in the voltage-controlled boost converter is analyzed by establishing the improved averaged model, which contains the switching frequency. The circuit is designed, and some typical experimental results are given. It is found that it is effective to use the improved average model to analyze the influence of the switching frequency on the Hopf bifurcation in the voltage-controlled boost converter and the Hopf bifurcation is easy to occur when the switching frequency of the voltage-controlled boost converter decreases.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51007068)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20100201120028)、中央高校基本科研业务费专项资金和电力设备电气绝缘国家重点实验室基金(批准号:EIPE10303)资助的课题.
    [1]

    Yang X, Pei Y Q, Wang Z A 2004 The Technique of the Switching Power Supplies (Beijing: China Machine Press) p72 (in Chinese) [杨 旭、 裴云庆、 王兆安 2004 开关电源技术(北京: 机械工业出版社)第72页]

    [2]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2728 (in Chinese) [王学梅、 张 波、 丘东元 2008 物理学报 57 2728]

    [3]

    Zhao Y B, Zhang D Y, Zhang C J 2007 Chin. Phys. 16 933

    [4]

    Zhang B, Qu Y 2002 Trans. Chin. Electrotech. Soc. 17 43 (in Chinese) [张 波、 曲 颖 2002 电工技术学报 17 43]

    [5]

    Cheng W B, Guo Y N, Kang S M, Wang Y L, Huo A Q, Tang N 2009 Acta Phys. Sin. 58 4439 (in Chinese) [程为彬、 郭颖娜、 康思民、 汪跃龙、 霍爱清、 汤 楠 2009 物理学报 58 4439]

    [6]

    Bao B C, Xu J P, Liu Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 2949 (in Chinese) [包伯成、 许建平、 刘 中 2009 物理学报 58 2949]

    [7]

    EI-Aroudi A, Benadero L, Toribio E, Olivar G 1999 IEEE Trans. Circ. Syst. Ⅰ 46 1374

    [8]

    EI-Aroudi A, Leyva R 2001 IEEE Trans. Circ Syst. Ⅰ 48 967

    [9]

    Iu H H C, Tse C K, Pjevalica V, Lai Y M 2001 Int. J. Circ. Theor. Appl. 29 281

    [10]

    Cai L J, Hu D C, Liu Y G 2006 J. South Chin. Univ. Technol. (Nat. Sci. Edi.) 34 77 (in Chinese) [蔡丽娟、 胡德成、 刘勇刚 2006 华南理工大学学报(自然科学版)34 77]

    [11]

    Iu H H C, Tse C K 2003 IEEE Trans. Circ. Syst. Ⅰ 50 679

    [12]

    Zhou Y F, Chen J N 2005 Proce. CSEE 25 23 (in Chinese) [周宇飞、 陈军宁 2005 中国电机工程学报 25 23]

    [13]

    Zhou Y F, Jiang X D, Chen J N 2009 Sci. China Ser. F: Inf. Sci. 39 635 (in Chinese) [周宇飞、 姜学东、 陈军宁 2009 中国科学F辑:信息科学 39 635]

    [14]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y, Chen L G 2008 Acta Phys. Sin. 57 6112 (in Chinese) [王学梅、 张 波、 丘东元、 陈良刚 2008 物理学报 57 6112]

    [15]

    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、 孙伟峰 2004 物理学报 53 3676]

    [16]

    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]

    [17]

    Ren H P, Liu D 2004 J. Syst. Simul. 16 2529 (in Chinese) [任海鹏、 刘 丁 2004 系统仿真学报 16 2529]

    [18]

    Yan S G, Zhang C H 2007 The Problem and Answer of the Power Electronic Technology (Beijing: China Machine Press) p261 (in Chinese) [颜世钢、 张承慧 2007 电力电子技术问答(北京:机械工业出版社)第261页]

    [19]

    Huang J F, Dong F B 2009 Electr. Power Autom. Equip. 29 73 (in Chinese) [皇金锋、 董锋斌 2009 电力自动化设备 29 73]

    [20]

    Onoda S, Emadi A 2004 IEEE Trans. Vehic. Technol. 53 390

    [21]

    Ji Z C, Zhou H, Li S D 2004 J. Syst. Simul. 16 898 (in Chinese) [纪志成、 周 寰、 李三东 2004 系统仿真学报 16 898]

    [22]

    Veerachary M 2006 IEEE Trans. Aerospace Electron. Syst. 42 735.

    [23]

    Zhang W P 2006 Modeling and Control of Switching Converter (Beijing: Chinese Electric Power Press) (in Chinese) p6 [张卫平 2006 开关变换器的建模与控制(北京:中国电力出版社)第6页]

    [24]

    Lehman B, Bass R M 1996 IEEE Trans. Power Electron. 11 542

    [25]

    Lehman B, Bass R M 1996 IEEE Trans. Power Electron. 11 89

  • [1]

    Yang X, Pei Y Q, Wang Z A 2004 The Technique of the Switching Power Supplies (Beijing: China Machine Press) p72 (in Chinese) [杨 旭、 裴云庆、 王兆安 2004 开关电源技术(北京: 机械工业出版社)第72页]

    [2]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2728 (in Chinese) [王学梅、 张 波、 丘东元 2008 物理学报 57 2728]

    [3]

    Zhao Y B, Zhang D Y, Zhang C J 2007 Chin. Phys. 16 933

    [4]

    Zhang B, Qu Y 2002 Trans. Chin. Electrotech. Soc. 17 43 (in Chinese) [张 波、 曲 颖 2002 电工技术学报 17 43]

    [5]

    Cheng W B, Guo Y N, Kang S M, Wang Y L, Huo A Q, Tang N 2009 Acta Phys. Sin. 58 4439 (in Chinese) [程为彬、 郭颖娜、 康思民、 汪跃龙、 霍爱清、 汤 楠 2009 物理学报 58 4439]

    [6]

    Bao B C, Xu J P, Liu Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 2949 (in Chinese) [包伯成、 许建平、 刘 中 2009 物理学报 58 2949]

    [7]

    EI-Aroudi A, Benadero L, Toribio E, Olivar G 1999 IEEE Trans. Circ. Syst. Ⅰ 46 1374

    [8]

    EI-Aroudi A, Leyva R 2001 IEEE Trans. Circ Syst. Ⅰ 48 967

    [9]

    Iu H H C, Tse C K, Pjevalica V, Lai Y M 2001 Int. J. Circ. Theor. Appl. 29 281

    [10]

    Cai L J, Hu D C, Liu Y G 2006 J. South Chin. Univ. Technol. (Nat. Sci. Edi.) 34 77 (in Chinese) [蔡丽娟、 胡德成、 刘勇刚 2006 华南理工大学学报(自然科学版)34 77]

    [11]

    Iu H H C, Tse C K 2003 IEEE Trans. Circ. Syst. Ⅰ 50 679

    [12]

    Zhou Y F, Chen J N 2005 Proce. CSEE 25 23 (in Chinese) [周宇飞、 陈军宁 2005 中国电机工程学报 25 23]

    [13]

    Zhou Y F, Jiang X D, Chen J N 2009 Sci. China Ser. F: Inf. Sci. 39 635 (in Chinese) [周宇飞、 姜学东、 陈军宁 2009 中国科学F辑:信息科学 39 635]

    [14]

    Wang X M, Zhang B, Qiu D Y, Chen L G 2008 Acta Phys. Sin. 57 6112 (in Chinese) [王学梅、 张 波、 丘东元、 陈良刚 2008 物理学报 57 6112]

    [15]

    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、 孙伟峰 2004 物理学报 53 3676]

    [16]

    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]

    [17]

    Ren H P, Liu D 2004 J. Syst. Simul. 16 2529 (in Chinese) [任海鹏、 刘 丁 2004 系统仿真学报 16 2529]

    [18]

    Yan S G, Zhang C H 2007 The Problem and Answer of the Power Electronic Technology (Beijing: China Machine Press) p261 (in Chinese) [颜世钢、 张承慧 2007 电力电子技术问答(北京:机械工业出版社)第261页]

    [19]

    Huang J F, Dong F B 2009 Electr. Power Autom. Equip. 29 73 (in Chinese) [皇金锋、 董锋斌 2009 电力自动化设备 29 73]

    [20]

    Onoda S, Emadi A 2004 IEEE Trans. Vehic. Technol. 53 390

    [21]

    Ji Z C, Zhou H, Li S D 2004 J. Syst. Simul. 16 898 (in Chinese) [纪志成、 周 寰、 李三东 2004 系统仿真学报 16 898]

    [22]

    Veerachary M 2006 IEEE Trans. Aerospace Electron. Syst. 42 735.

    [23]

    Zhang W P 2006 Modeling and Control of Switching Converter (Beijing: Chinese Electric Power Press) (in Chinese) p6 [张卫平 2006 开关变换器的建模与控制(北京:中国电力出版社)第6页]

    [24]

    Lehman B, Bass R M 1996 IEEE Trans. Power Electron. 11 542

    [25]

    Lehman B, Bass R M 1996 IEEE Trans. Power Electron. 11 89

  • [1] 黄沛, 方少波, 黄杭东, 赵昆, 滕浩, 侯洵, 魏志义. 基于瞬态光栅频率分辨光学开关装置的阿秒延时相位控制. 物理学报, 2018, 67(21): 214202. doi: 10.7498/aps.67.20181570
    [2] 郑连清, 彭一. 电压型buck-boost变换器的混沌控制. 物理学报, 2016, 65(22): 220502. doi: 10.7498/aps.65.220502
    [3] 王发强, 李晶, 马西奎. 电压控制正极性输出罗变换器的改进平均模型建模及稳定性分析. 物理学报, 2015, 64(21): 210506. doi: 10.7498/aps.64.210506
    [4] 向俊杰, 毕闯, 向勇, 张千, 王京梅. 峰值电流模式控制同步开关Z源变换器的动力学研究. 物理学报, 2014, 63(12): 120507. doi: 10.7498/aps.63.120507
    [5] 沙金, 许建平, 刘姝晗, 钟曙. 谷值电流型脉冲序列控制开关变换器及其能量建模研究. 物理学报, 2014, 63(9): 098401. doi: 10.7498/aps.63.098401
    [6] 吴松荣, 周国华, 王金平, 许建平, 何圣仲. 多频率控制开关变换器的自相似和混频现象分析. 物理学报, 2014, 63(2): 028401. doi: 10.7498/aps.63.028401
    [7] 沙金, 许建平. 脉冲序列控制开关变换器的脉冲组合规律及其多周期态研究. 物理学报, 2013, 62(21): 218402. doi: 10.7498/aps.62.218402
    [8] 刘洪臣, 杨爽, 王国立, 李飞. 基于开关电感结构的混合升压变换器非线性现象研究. 物理学报, 2013, 62(15): 150505. doi: 10.7498/aps.62.150505
    [9] 吴松荣, 何圣仲, 许建平, 周国华, 王金平. 电压型双频率控制开关变换器的动力学建模与多周期行为分析. 物理学报, 2013, 62(21): 218403. doi: 10.7498/aps.62.218403
    [10] 包伯成, 杨平, 马正华, 张希. 电路参数宽范围变化时电流控制开关变换器的动力学研究 . 物理学报, 2012, 61(22): 220502. doi: 10.7498/aps.61.220502
    [11] 秦明, 许建平, 高玉, 王金平. 基于电流基准的开关变换器脉冲序列控制方法. 物理学报, 2012, 61(3): 030204. doi: 10.7498/aps.61.030204
    [12] 王金平, 许建平, 徐杨军. 恒定导通时间控制buck变换器多开关周期振荡现象分析. 物理学报, 2011, 60(5): 058401. doi: 10.7498/aps.60.058401
    [13] 周国华, 许建平, 包伯成. 峰值/谷值电流型控制开关DC-DC变换器的对称动力学现象分析. 物理学报, 2010, 59(4): 2272-2280. doi: 10.7498/aps.59.2272
    [14] 包伯成, 周国华, 许建平, 刘中. 斜坡补偿电流模式控制开关变换器的动力学建模与分析. 物理学报, 2010, 59(6): 3769-3777. doi: 10.7498/aps.59.3769
    [15] 赵文山, 何怡刚. 一种改进的开关电流滤波器实现小波变换的方法. 物理学报, 2009, 58(2): 843-851. doi: 10.7498/aps.58.843
    [16] 王发强, 张浩, 马西奎, 李秀明. 平均电流控制型Boost功率因数校正变换器中的中频振荡现象分析. 物理学报, 2009, 58(10): 6838-6844. doi: 10.7498/aps.58.6838
    [17] 秦明, 许建平. 开关变换器多级脉冲序列控制研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7603-7612. doi: 10.7498/aps.58.7603
    [18] 杨 汝, 张 波, 丘东元. 开关变换器离散子系统混沌点过程描述及EMI抑制. 物理学报, 2008, 57(3): 1389-1397. doi: 10.7498/aps.57.1389
    [19] 杨 汝, 张 波, 褚利丽. 开关变换器倍周期分岔精细层次结构及其普适常数研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2770-2778. doi: 10.7498/aps.57.2770
    [20] 杨 汝, 张 波. 开关变换器混沌PWM频谱量化特性分析. 物理学报, 2006, 55(11): 5667-5673. doi: 10.7498/aps.55.5667
计量
  • 文章访问数:  5702
  • PDF下载量:  886
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-14
  • 修回日期:  2011-02-11
  • 刊出日期:  2011-03-05

不同开关频率下电压控制升压变换器中的Hopf分岔分析

  • 1. 西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安 710049
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51007068)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20100201120028)、中央高校基本科研业务费专项资金和电力设备电气绝缘国家重点实验室基金(批准号:EIPE10303)资助的课题.

摘要: 由于电压控制升压变换器的传统平均模型中没有包含开关频率,从而无法分析开关频率的大小对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响. 通过建立电压控制升压变换器的含有开关频率的改进平均模型,分析了开关频率对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响,并设计硬件电路,给出电路试验结果. 研究表明:采用电压控制升压变换器的改进平均模型,可以有效地分析不同开关频率对电压控制升压变换器中Hopf分岔的影响; 随着开关频率的减小,电压控制升压变换器更易于发生Hopf分岔.

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回