DC--DC 变换器中开关畸变的同步多步预测谱控制
系统与控制
2022-05-03 v1 系统与控制
摘要
在汽车电力电子中，功率半导体开关动作产生的畸变与电磁干扰（EMI）可能是设计紧凑、轻量化车辆的重大挑战。随着半导体开关频率的提高（例如通过引入氮化镓和碳化硅等新材料），该问题变得更加严峻。我们提出了一种用于汽车直流-直流变换器的控制方案，通过在运行时预测性地整形开关畸变来降低所产生的 EMI。该多步模型预测控制方案根据预定义准则选择优化输出频谱的后续开关状态。为实现实时运行，它在不显式求解单个傅里叶变换的情况下评估下一步调制的候选开关状态。此外，开关频率与电压纹波在单一统一控制律中被控制。我们展示并实验验证了该控制方案确实可在当前可用的中端硬件上实时运行。结果表明，与传统脉宽调制相比，开关畸变的最大频谱峰值可降低 48 dB。此外，可在输出畸变中实现频谱空隙并实时改变，从而使某些频带——例如其他敏感电子设备（如传感器、通信总线或调谐器）所用的频带——保持无来自变换器开关动作的 EMI。
引用
@article{arxiv.2205.00251,
title = {Synchronous Multistep Predictive Spectral Control of the Switching Distortion in DC--DC Converters},
author = {Christian Korte and Till Luetje and Stefan M. Goetz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00251},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 14 figures