混沌扩频对高频开关电源输出电压纹波的影响 effect of chaotic spectrum-spread on output voltage ripple of power converter.pdfVIP

混沌扩频对高频开关电源 输出电压纹波的影响 周伟英，丘水生 (华南理工大学电子与信息学院，广东广州510640) 摘要：混沌扩频技术应用于高频开关电源，能把集中在开关频率及其谐波上的电磁干扰(EMI)扩散 在连续的频谱上。有效改善开关电源的电磁兼容(EMC)特性。但研究表明，采用混沌扩频技术后， 会对高频开关电源输出电压的纹波产生影响。从理论上对这一现象进行分析，利用输出电压的功率 谱密度函数和转移函数，提出了开关电源输出电压纹波随混沌调制系数变化的计算方法。理论分析 表明，高频开关电源输出电压的纹波会随混沌调制系数的增大而有所增加，从理论上验证了已有的 研究成果。提出了抑制混沌开关电源输出电压纹波的方法，可使输出电压的纹波降低到来采用混沌 扩频技术前的水准。 关键词：混沌扩频技术；EMI；功率变换器；EMC 461 中图分类号：TM 文献标识码：A 0引言 1 AC／DC功率变换器 V V转换为直流24 高频开关电源中功率管的高速开关动作，必然导 研究一个将电压从交流220 的半桥式AC／DC功率变换器．其主电路拓扑如图1 Interference)。 致严重的电磁干扰EMI(ElectroMagnetic 随着电磁兼容法规的日益严格。开关电源的电磁兼 所示．控制电路如图2所示。图2的控制芯片是 UC3825，开关频率厂。=60kHz，以是由蔡氏电路产 容EMC(ElectroMagneticCompatibility)性能关系到它 能否推向市场。混沌信号易于产生并具有连续频 生的混沌信号．用于调制功率变换器中功率管的开 谱．混沌扩频技术能把集中在功率管开关频率及其 谐波上的EMI扩散在连续的频谱上，因而混沌扩频 式，扩频效果最好。因此。将混沌信号用于调制功率 技术被认为是从源头上改善高频开关电源EMC特 管开关控制信号的频率。 性的一种有前途的方法[1．121。但混沌扩频技术也会2输出电压纹波与混沌调制系数的关系 对高频开关电源的输出电压纹波造成影响。这里研 究一个闭环的隔离式半桥AC／DC功率变换器，给出 功率管的开关控制信号G(t)j／ll图3所示。运用 了电源输出电压纹波随混沌调制系数变化的计算方 了混沌扩频技术后，开关控制信号C(t)的频率随混 法。分析表明，输出电压纹波会随混沌调制系数的 沌信号而变。其混沌调制系数卢的定义为溉81 增大而有所增加。最后，提出了改善开关电源输出 卢=(丘崛。)／E忧]=(‰一U／E[瓦] 电压纹波的方法。 线路阻抗稳定网络 滤波器 一 一I习广vf． Z∑Z土 --7-4。’ ’●I l )V ～T而T = 上一一 一上 Z∑Z【 _- 皇广％ T：r U LJ 一T 图1AC／DC功率变换器主电路拓扑 Maincircuit ofAC／DC converter