電力電子學：設計、建模、仿真與控制

第1章緒論
1.1電力變換的分類
1.2電力電子的跨學科特性
1.3典型應用
1.4開發(fā)工具
1.4.1計算機輔助設計
1.4.2仿真
1.5理想電力變換
1.6交流與直流
1.6.1單相交流電
1.6.2三相交流電
1.7電氣隔離
1.8磁學基礎
1.8.1磁路基本定律
1.8.2磁導率和電感
1.8.3磁芯和電感設計
1.8.4功率變壓器
1.9無損功率變換
參考文獻
習題
第2章電路元件
2.1雙極結型晶體管調節(jié)的
線性電源
2.1.1串聯(lián)電壓調節(jié)器
2.1.2并聯(lián)電壓調節(jié)器
2.2二極管和無源開關
2.3有源開關
2.3.1雙極結型晶體管
2.3.2場效應晶體管
2.3.3絕緣柵雙極型晶
體管
2.3.4晶閘管
2.3.5開關的選擇
2.4橋式電路
2.4.1開關數(shù)量
2.4.2有源橋、無源橋和
混合橋
2.5電力電容器
2.5.1鋁電解電容器
2.5.2其他類型的電容器
2.5.3電容器結構與
選型
2.6無源元件
2.7低通濾波電路
2.8本章小結
參考文獻
習題
第3章非隔離型直流/直流變換器
3.1脈寬調制
3.1.1模擬脈寬調制
3.1.2數(shù)字脈寬調制
3.2運行狀態(tài)
3.2.1穩(wěn)態(tài)
3.2.2額定運行狀態(tài)
3.3降壓型變換器
3.3.1穩(wěn)態(tài)分析
3.3.2連續(xù)導通模式
3.3.3斷續(xù)導通模式
3.3.4臨界導通模式
3.3.5電路設計與案例
研究
3.3.6仿真與概念驗證
3.4升壓型變換器
3.4.1穩(wěn)態(tài)分析
3.4.2連續(xù)導通模式
3.4.3臨界導通模式
3.4.4斷續(xù)導通模式
3.4.5電路設計與案例
研究
3.4.6仿真與概念驗證
3.5同極性升降壓型變換器
3.6反極性升降壓型變換器
3.6.1穩(wěn)態(tài)分析
3.6.2連續(xù)導通模式
3.6.3臨界導通模式
3.6.4斷續(xù)導通模式
3.6.5電路設計與案例
研究
3.6.6仿真與概念驗證
3.7C＇uk變換器
3.7.1穩(wěn)態(tài)分析
3.7.2規(guī)格與電路設計
3.7.3建模與仿真
3.8同步開關
3.9本章小結
參考文獻
習題
第4章計算與分析
4.1有效值
4.1.1直流波形有效值
4.1.2交流波形有效值
4.2損耗分析與降損
4.2.1導通損耗
4.2.2開關損耗
4.2.3開關延遲的原因
4.2.4開關損耗最小化
4.3柵極驅動電路
4.3.1低側柵極驅動電路
4.3.2高側柵極驅動電路
4.3.3半橋驅動電路
4.4傅里葉級數(shù)
4.5交流電能質量
4.5.1位移功率因數(shù)
4.5.2總諧波畸變
4.6直流電能質量
4.7熱應力及其分析
4.8本章小結
參考文獻
習題
第5章直流/單相交流電力變換
5.1交流方波
5.1.1斬波
5.1.2移相和調制
5.1.3總諧波畸變
5.2正弦波三角波調制
5.2.1雙極性脈寬調制
5.2.2單極性脈寬調制
5.2.3平滑濾波電路
5.3直流/交流變換的
雙開關橋
5.4建模與仿真
5.4.1橋電路模型
5.4.2移相調制
5.4.3雙極性脈寬調制
5.4.4單極性脈寬調制
5.4.5用于仿真的集成
形式
5.5案例研究
5.5.1交流方波輸出
5.5.2交流正弦波輸出
5.6本章小結
參考文獻
習題
第6章單相交流/直流電力變換
6.1半波整流器
6.1.1電容濾波
6.1.2案例分析
6.2全波橋式整流器
6.2.1電容濾波
6.2.2電感濾波
6.2.3LC濾波器
6.3有源整流器
6.4整流器替代方案
6.4.1同步整流器
6.4.2采用中心抽頭變壓器
的全波整流器
6.5建模與仿真
6.5.1電容濾波的半波
整流器
6.5.2無濾波器的全波
整流器
6.5.3電容濾波的全波
整流器
6.5.4電感濾波的全波
整流器
6.5.5LC濾波的全波
整流器
6.5.6有源整流器
6.6本章小結
參考文獻
習題
第7章隔離型直流/直流變換
7.1磁場
7.1.1運行象限與分類
7.1.2飽和的關鍵
檢測點
7.2反激型拓撲
7.2.1從升降壓到反激型
變換器的演變
7.2.2反激型變換器
運行原理
7.2.3連續(xù)導通模式
7.2.4斷續(xù)導通模式
7.2.5電路規(guī)格與設計
7.2.6仿真
7.3正激型變換器
7.3.1雙開關正激型
變換器
7.3.2單開關正激型
變換器
7.3.3電路規(guī)格和設計
7.3.4仿真
7.4同步整流器
7.5用于直流/交流的全橋
變換器
7.5.1穩(wěn)態(tài)分析
7.5.2電路規(guī)格和設計
7.5.3仿真
7.6推挽變換器
7.7變換器的衍變與改進
7.8本章小結
參考文獻
習題
第8章三相交流/直流變換及其反向
變換
8.1直流/交流電力變換
8.1.1橋電路及其開關
運行
8.1.2180°導通調制
8.1.3正弦波三角波
調制
8.1.4建模與仿真
8.1.5案例分析與
仿真結果
8.2交流/直流電力變換
8.2.1三脈波無源
整流器
8.2.2六脈波無源
整流器
8.2.3十二脈波無源
整流器
8.2.4有源整流器
8.2.5仿真
8.3交流/交流電力變換
8.4本章小結
參考文獻
習題
第9章雙向電力變換
9.1非隔離型直流/直流電力
變換
9.2雙有源橋
9.2.1正向功率流動
9.2.2反向功率流動
9.2.3零電壓開關
9.2.4零電壓開關丟失
9.2.5零電壓開關的
臨界移相
9.2.6仿真與案例分析
9.3直流和交流間的雙向
電力變換
9.3.1直流和單相交流間雙向
電力變換
9.3.2直流和三相交流間雙向
電力變換
9.4本章小結
參考文獻
習題
第10章平均模型與仿真
10.1開關動態(tài)特性
10.2連續(xù)導通模式
10.2.1降壓變換器
10.2.2二階系統(tǒng)的動態(tài)
分析
10.2.3升壓變換器
10.2.4升降壓變換器
10.3斷續(xù)導通模式
10.3.1降壓變換器
10.3.2升壓變換器
10.3.3升降壓變換器
10.4集成仿真模型
10.4.1降壓變換器
10.4.2升壓變換器
10.4.3升降壓變換器
10.5本章小結
參考文獻
習題
第11章模型的線性化與動態(tài)
分析
11.1一般線性化
11.2雙有源橋的線性化
11.3基于連續(xù)導通模式的
線性化
11.3.1升壓變換器
11.3.2升降壓變換器
11.3.3非最小相位
11.4基于斷續(xù)導通模式的
線性化
11.5本章小結
參考文獻
習題
第12章控制和調節(jié)
12.1穩(wěn)定性和性能
12.2通/斷控制
12.2.1滯環(huán)控制
12.2.2案例分析與
仿真
12.3仿射參數(shù)化
12.3.1設計流程
12.3.2閉環(huán)期望
12.3.3Q(s)和C(s)的
推導
12.3.4相對穩(wěn)定性和
魯棒性
12.4控制器的實現(xiàn)
12.4.1數(shù)字控制
12.4.2PID控制器
12.4.3模擬控制
12.4.4案例分析——降
壓型變換器
12.4.5案例分析——升
壓型變換器
12.5級聯(lián)控制
12.5.1案例分析與
仿真
12.5.2優(yōu)勢
12.6飽和效應和預防
12.6.1案例分析與
仿真
12.6.2抗飽和方法
12.7傳感與測量
12.7.1電壓檢測和
調節(jié)
12.7.2電流檢測和
調節(jié)
12.8本章小結
參考文獻
習題
縮略語表