Ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｏｒｔ Ｂｕｃｋ ＆ Ｂｏｏｓｔ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ
ＣＨＥＮ Ｘｕ⁃ｌｉｎｇ^１， ＬＩＵ Ｆｕ⁃ｘｉｎ^２
（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ
Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎａｎｊｉｎｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｏｒ ｍｏｒｅ ｓｏｕｒｃｅｓ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉ⁃ｐｏｒｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
（ＭＰＣ） ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｉｎｇｌｅ⁃ｉｎｐｕｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｃａｎ ｓｉｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｓｔ．
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｏｒｔ Ｂｕｃｋ ＆ Ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ
ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｆｉｖｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｏｐ⁃
ｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ， ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ａ １ｋＷ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ， ａｎｄ
ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｗｅｒｅ ｓｈｏｗｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ⁃
ｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ； ｍｕｌｔｉ⁃ｐｏｒｔ ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

Ｎｏｖｅｌ ｐｕｓｈ⁃ｐｕｌｌ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
ｈｉｇｈ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＨＵＡ Ｍｉｎｇ１， ＪＵ Ｗｅｎ⁃ｙａｏ１， ＸＩＡ Ｙａｎ⁃ｂｉｎｇ２， ＷＵ Ｈｏｎｇ⁃ｆｅｉ２， ＸＩＮＧ Ｙａｎ２
（１． Ｎａｎｊｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３９， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ）， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｏｖｅｌ ｐｕｓｈ⁃ｐｕｌｌ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．
Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ｓｅｒｉｅｓ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｗｏ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｅｌｌｓ ｖｉａ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ ｃｏｒｅ．
Ｓｗｉｔｃｈｅｓ’ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｌａｍｐｅｄ ａｔ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ
ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｒｅ ｒｅｃｙｃｌｅｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ｓｉｎｃｅ ｎｏ ｄｉｒｅｃｔ⁃ｓｈｏｒｔ ｐａｔｈ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ
ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ａｌｌ ｔｈｅｓｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＰＰＦＣ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ⁃ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ， ｈｉｇｈ⁃ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ， ａｎｄ ｈｉｇｈ
ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ
ｇｉｖｅｎ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＤＣ⁃ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｐｕｓｈ⁃ｐｕｌｌ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ； ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ ｓｅｒｉｅｓ

Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ＧＵ Ｘｉｎ１， ＺＨＡＮＧ Ｃｅ２， ＧＥＮＧ Ｑｉａｎｇ１， ＳＨＩ Ｔｉｎｇ⁃ｎａ２
（１． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ
Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８７， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，
Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ， ｔｈｅ ｔｗｅｎｔｙ⁃ｓｅｖｅｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒｓ
ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｏｎ ｌｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｄｉｓｃｒｅｔｅ⁃ｔｉｍｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｔｈｅ ｖｅｃｔｏｒ ｔｈａｔ
ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｓｍａｌｌｅｓｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ． Ｂｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，
ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ａ ｈｕｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉ⁃
ｂｌｅ ｌｏｗ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄｓ ｓｉｎｃｅ ｉｔ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＭＰＣ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ， ａ
ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｃｔｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔ⁃
ａｇｅ ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ， ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｊｕｓｔ ｅｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｓｔａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｃｔｏｒ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｏｒｔ ｈａｓ
ｂｅｅｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ⁃ｓｔａｔｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｔ ｌａｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ； ｍｏｄｅｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ； ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｉｖｅ ｌｅｖｅｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ａｎｄ ＰＩ ｃｏｎｔｒｏｌ
ＹＡＮＧ Ｈａｉ⁃ｚｈｕ， ＬＩＵ Ｊｉｅ， ＹＵＡＮ Ｓｏｎｇ⁃ｚｈｅｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｗｉｔｃｈ ｔｙｐｅ ｆｉｖｅ ｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｍ⁃
ｐｏｕｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ＰＩ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ａｒｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ． Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｎ ｓｕｐｐｒｅｓｓ
ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｉｄｅ ａｎｄ ｌｏａｄ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ， ａｎｄ
ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ． ＰＩ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｃａｎ ｌｅｔ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎ⁃
ｎｅｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｕｔｐｕｔ ｂｙ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｔｒａｃｋ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｉｎ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ， ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ
ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｆｉｖｅ⁃ｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ
ＰＩ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ， ａｎｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｆａｓｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅ
ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｖｏｌｔａｇｅ， ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｗｏｒｋ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ； ｆｉｖｅ ｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ； ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ

Ｏｐｔｉｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｕｐｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ＶＳＣ
ＤＥＮＧ Ｚｈｅ１， ＺＨＯＵ Ｆｅｎｇ⁃ｗｕ２， ＬＶ Ｚｈｅｎｇ⁃ｙｕ２
（１． Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ
ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｌｏａｄ， ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｕｐｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ
ＶＳＣ， ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｌｌ ｄｏｎｅ ｂｙ ＶＳＣ ｍｏｄ⁃
ｕｌｅ， ｔｈｅ ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＤＣ⁃ＤＣ ｉｓ ｎｏ ｌｏｎｇｅｒ ｎｅｅｄｅｄ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｌｏｓｓｅｓ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｓ
ａｎｄ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｌｔｅｒｓ ａｒｅ ａｖｏｉｄｅｄ． Ａｎｄ ＶＳＣ ｉｓ ｔｕｒｎｅｄ ｏｎ ａｎｄ ｏｆｆ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌｏａｄ ｐｏｗｅｒ． Ｔｈｅｒｅ⁃
ｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｌｗａｙｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｎｅｒｇｙ⁃ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｔａｔｅ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｃａｐａｃ⁃
ｉｔｏｒ ｉｓ ｗｅｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｎｄ ｉｓ ｓｐｌｉｔ ｂｙ ＶＳＣ， ｔｈｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｅａｓｉｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｒａｎｇｅ． Ａｔ
ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ， ａｎｄ ａｂｏｕｔ
２􀆰 ７％ ｔｏ １３􀆰 ９％ ｍｏｒｅ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｓａｖｅｄ ｔｈａｎ ＶＳＣ ｗｏｒｋｉｎｇ ａｌｏｎｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｕｐｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ； ｆｏｕｒ⁃ｑｕａｄｒａｎｔ ＶＳＣ； ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｃｏｖｅｒｙ； ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
 

Ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ
ｉｔｓ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
ＺＨＯＮＧ Ｊｉｕ⁃ｍｉｎｇ１，２， ＬＩＵ Ｓｈｕ⁃ｌｉｎ１， ＣＵＩ Ｑｉａｎｇ１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ􀆳ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ􀆳ａｎ ７１００５４， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｉｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｉｋｏｕ ５７１１５８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ Ｓｈｏｒｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ （ＳＣＤ） ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｔｈｅ ＩＥＣ ｓａｆｅｔｙ ｓｐａｒｋ ｔｅｓｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｃｉｒ⁃
ｃｕｉｔ， ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ， ｉ． ｅ． ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｔａｇｅ， ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｍａｉｎｔａｉ⁃
ｎｉｎｇ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｔａｇｅ． Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｅｌｄ⁃ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ⁃
ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ， ａｎｄ ｉｔｓ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｇｉｖｅｎ ｗｉｔｈ ＭＡＴＬＡＢ ｂｙ ｐｌｏｙ
ｆｉｔｔｉｎｇ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ａ ｓｏｆｔ ｅｖａｌｕａｔｏｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ ＶＢ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ⁃ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＩＥＣ ｓａｆｅｔｙ ｓｐａｒｋ ｔｅｓｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ； ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ； ｓｈｏｒｔ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ； ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｔｈ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｃｈｏｐｐｉｎｇ
ｆｏｒ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅｓ
ＳＨＥＮ Ｊｉａｎ⁃ｘｉｎ， ＬＵ Ｙｕａｎ， Ａｎｄｒｅａｓ Ｇａｓｓｎｅｒ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＨＣＣ） ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅｓ
（ＰＭＳＭ）． Ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＨＣＣ ｍｅｔｈｏｄ， ａｌｌ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｋｅｅｐ ｃｈｏｐｐｉｎｇ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｒｅｍａｒｋ⁃
ａｂｌｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｏｓｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｒｒｙ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ｎｅｗ ＨＣＣ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏ⁃
ｐｏｓｅｄ． Ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｆ ｏｎｌｙ ｔｗｏ ｐｈａｓｅｓ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｋｅｅｐ ｃｈｏｐｐｉｎｇ， ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔｓ
ｆｏｌｌｏｗ ｔｈｅｉｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｎｄ ａｌｓｏ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｐｈａｓｅ． Ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｐｈａｓｅ ｗｈｉｃｈ
ｃｏｎｔａｉｎｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｖｅ ｎｏ ｃｈｏｐｐｉｎｇ， ｏｎｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｆｌｏｗｉｎｇ ｐａｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ， ｉ． ｅ． ， ｉｔｓ ｕｐｐｅｒ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ
ａｌｗａｙｓ ｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｉｓ ａｌｗａｙｓ ｏｆｆ ｉｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅ， ａｎｄ ｖｉｃｅ ｖｅｒｓａ． Ｃｌｅａｒｌｙ， ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｔｈｉｒｄ ｐｈａｓｅ ｃａｎ ｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙ ｆｏｌｌｏｗ ｉｔｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｂｙ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｗ ＨＣＣ ｍｅｔｈｏｄ， ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓ ｉｓ
ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｄｏ ｎｏｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ． Ｔｈｅｓｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ
ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｃｈｏｐｐｉｎｇ； ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓ； ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａ⁃
ｃｈｉｎｅ （ＰＭＳＭ）

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＭｇＢ２ ＨＴＳ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ＨＯＮＧ Ｔｉａｎ⁃ｑｉ， ＹＵ Ｈａｉ⁃ｔａｏ， ＨＵ Ｍｉｎ⁃ｑｉａｎｇ
（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｒｏｎｌｅｓｓ ｒｏｔｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ（ＨＴＳ） ｇｅｎｅｒａｔｏｒ， ｉｔｓ ａｉｒ⁃ｇａｐ ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｆｉｅｌｄ ｉｓ ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅｓ ｈｉｇｈ ｌｏｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ． Ｔｈｅｓｅ
ｌｏｓｓｅｓ ｗｉｌｌ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｒａｎｓｉｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｃｏｎ⁃
ｄｕｃｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ＭｇＢ２ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｏｒｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ，
ｅａｓｙ ｔｏ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ａｓ ｆｉｅｌｄ ｗｉｎｄｉｎｇ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｈｉｇｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ
ａｉｒ⁃ｇａｐ． Ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｉｎ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｇｒａｙ
ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｏｒｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｗｉｎｄｉｎｇ， ａｎｄ ｗｅ ｕｓｅ ｔｈｉｓ
ｔｈｅｏｒｙ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｃｏｉｌｓ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｒｏ⁃
ｇｒａｍｍｉｎｇ， ｗｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎ ａ ５０ｋＷ ＨＴＳ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＨＴＳ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ； ＭｇＢ２； ｃｏｒｅｌｅｓｓ ｒｏｔｏｒ； ａｉｒ⁃ｇａｐ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ； ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ

Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｂｏｕｔ ＬＥＤ
ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ
ＺＨＡＮＧ Ｎｅｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｂｏ， ＱＩＵ Ｄｏｎｇ⁃ｙｕａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｂｓｔａｃｔ ： Ｌｉｇｈｔ⁃ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ （ＬＥＤ） ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ “Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｇｒｅｅｎ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ” ｆｏｒ ｉｔｓ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｅｆfiｃａｃｙ， ｌｏｎｇ ｌｉｆｅｓｐａｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｒｉｅｎｄｌｉ⁃
ｎｅｓｓ． Ｔｈｅ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｓｏｍｅ ｇｏｏｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ， ｌｏｎｇ ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｈｉｇｈ
ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔ． Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｗｉｔｈ ｂｉｇ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ ｌｉ⁃
ｆｅｓｐａｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｓ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒ’ｓ ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ． Ｓｏ， ｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｈａｖｅ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｂｏｔｈ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ
ａｃａｄｅｍｉｃ ａｒｅａｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｄｅ⁃
ｔａｉｌ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ． Ａｎａｌｙｚｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎｏｎ⁃ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ； ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ； ａｎａｌｙｓｉｓ

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｆｏｒ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ
ＬＩ Ｊｉｎｇ⁃ｊｉｎｇ， ＺＨＡＯ Ｚｈｅｎｇ⁃ｍｉｎｇ， ＧＥ Ｊｕｎ⁃ｊｉｅ
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｉｄ， ｈｕｇｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｒｅ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｔｏ
ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ， ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｒｅａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｃａｓｅ， ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｃ⁃
ｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ （ＡＰＦ） ｉｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｆｏｒ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ． Ａｃｔｉｖｅ
ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ． Ｏｎｅ ｉｓ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ａｎｄ ａｎｏｔｈｅｒ ｏｎｅ ｉｓ ｓｏｕｒｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｏｒｋｓ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ
ｆｒｏｍ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｓｐｅｃｔｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｎ ｉｄｅａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，
ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｏｐ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ， ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ
ｏｔｈｅｒ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｎ ｎｏｎ⁃ｉｄｅａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｓｏｕｒｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｍ⁃
ｐｒｏｖｅｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｓｏｕｒｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｉｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ａｎｄ ｈａｓ
ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ； ｓｏｕｒｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

Ｎｏｖｅｌ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｍａｌ ｆｌａｔ ｔｏｐ ｑｕａｓｉ⁃ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ
ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｗａｖｅｆｏｒｍ
ＷＡＮＧ Ｒｏｎｇ⁃ｓｈｅｎｇ， ＴＡＮＧ Ｎｉｎｇ⁃ｐｉｎｇ， ＬＩＮ Ｚｈｅｎ， ＨＵＡＮＧ Ｃａｎ⁃ｓｈｕｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１０８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｌａｔ ｔｏｐ ｑｕａｓｉ⁃ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ａｍｐｌｉ⁃
ｔｕｄｅ ｏｆ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｌｉｎｅ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ＰＷＭ． Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｅｓ ａｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｇｕｌａｒ ｓａｍ⁃
ｐｌｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｉｔ ｐｒｏｄｕｃｅｓ １９％ ａｎｄ ３􀆰 ２％ ｈｉｇｈｅｒ ｍａｘｉｍｕｍ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｕｓｉｎｇ ＳＰＷＭ ａｎｄ ＳＶＰＷＭ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ＳＰＷＭ， ｉｔｓ ｔｏｔａｌ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｉｆ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｆａｌｌｓ Ｍ∈ ［０􀆰 ５５， １］， ａｎｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｉｆ Ｍ∈ ［０， ０􀆰 ５５］； ｂｕｔ ｔｈｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｓ ｎｏｔ ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ ２􀆰 ２％． Ｔｈｅ ＰＷＭ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ， ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ａｐ⁃
ｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ ｏｎ⁃ｌｉｎｅ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｏｒ ＤＳＰ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｗａｖｅ； ｍａｘｉｍｕｍ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ； ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ； ＰＷＭ ａｌｇｏ⁃
ｒｉｔｈｍ； ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ

Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ
ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ
ＹＡＮＧ Ｊｉａ⁃ｈａｏ， ＯＵＹＡＮＧ Ｓｅｎ， ＳＨＩ Ｙｉ⁃ｌｉ， ＨＵＡＮＧ Ｒｕｉ⁃ｙｉ， ＬＩＵ Ｚｉ⁃ｗｅｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ， ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｒｅｓｕｌｔｓ， ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃ⁃
ｔｉｏｎ， ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｖａｒｉａｎｃｅ⁃ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏ⁃
ｐｏｓｅｄ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｆｉｖｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｒｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｖａｒｉａｎｃｅ⁃ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ
ｇｅｎｅｒａｌ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔｓ． Ｔｈｉｒｄｌｙ， ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ
ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ｅ⁃
ｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｖａｌｕ⁃
ａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ； ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ； ｆｕｚｚｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｕｓｅｒｓ’ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ
ＧＥ Ｓｈａｏ⁃ｙｕｎ， ＦＥＮＧ Ｌｉａｎｇ， ＬＩＵ Ｈｏｎｇ， ＷＡＮＧ Ｌｏｎｇ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｕｓｅｒｓ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｃｈａｒｇｉｎｇ
ｓｅｒｖｉｃｅ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ａ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｕｓ⁃
ｅｒｓ’ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｒｅａ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｓｅｖｅｒａｌ ｇｒｉｄ ｚｏｎｅｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｍ⁃
ｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ’ｓ ｃａｐａｃｉｔｙ． Ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｕｓｅｒｓ ｄｒｉｖｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａ⁃
ｔｉｏｎｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ （ＧＡ） ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｏｗ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｅａｃｈ ｚｏｎｅ． Ｗｉｔｈ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｏｖｅｒａｇｅ ｏｆ ｇｒｉｄ ｚｏｎｅｓ ａｎｄ ｓｉｔｅｓ ｏｆ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ
ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｒｅ
ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘａｍｐｌｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ； ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ； ｒｏａｄ ｎｅｔｗｏｒｋ； ｕｓｅｒｓ’ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ

Ｏｎ⁃ｌｉｎｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＶＲ ＭＣＵ
ＳＵＮ Ｙｉ， ＺＨＡＮＧ Ｋｕｏ， ＱＩＵ Ｙｉｎｇ⁃ｈｕｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｇａｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ （ＶＣＢｓ） ｉｓ ａ ｋｅｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ． Ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇａｓ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｉｎ ｖａｃｕｕｍ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｖａｃｕｕｍ ａｒｃ ｏｎ⁃ｌｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ＡＶＲ ＭＣＵ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｋｅｅｐ ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍ⁃
ａｎｃｅ． Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｏｒｄｅｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｉｌｔｅｒ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｉｇｎａｌ， ａｎｄ ｂｙ ｕ⁃
ｓｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｊｕｄｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｈｉｇｈ ｏｒｄｅｒ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｉａｇｎｏｓｅ
ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｔｈｅ ｖａｃｕｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｃ⁃ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｃｈａｍｂｅｒ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｅｎ⁃
ｈａｎｃｅｄ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｄ ＲＳ４８５ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｌｏｎｇ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ
ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ａｎｔｉ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ＲＳ４８５ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ．
Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｖａｃｕｕｍ ｄｅｇｒｅｅ； ｖａｃｕｕｍ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒｓ； ｏｎ⁃ｌｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ； ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ； ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｆｉｌｔｅｒ