电力电子学与能源变换系统-概论与硬开关变换器_PDF下载[92MB-百度云]阿德里安.约伊诺维奇

本书特色

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本书主要讲述电力电子学与能源变换的相关知识，包括理论、设计和应用，涉及基本知识、应用实践、电路设计和*发展。阐述电力电子学的关键内容，从基本元器件及其工作原理，到当前经典的硬开关与软开关DC-DC变换器、整流器和逆变器。全书共分4章：第1章简要阐述能源变换的主要内容；第2章集中于开关型变换器建模的综合研究；第3章详细讨论了硬开关变换器，电压驱动与电流驱动的推挽，半桥和全桥变换器等器件；第4章主要讲述电流倍加，三倍与倍增整流器，电压倍加与倍增整流器。每章的内容都是逐步提高难度的，同时章末给出该章的小结和习题及答案。

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内容简介

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本书主要讲述电力电子学与能源变换的相关知识，包括理论、设计和应用，涉及基本知识、应用实践、电路设计和*发展。阐述电力电子学的关键内容，从基本元器件及其工作原理，到当前经典的硬开关与软开关DC-DC变换器、整流器和逆变器。

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作者简介

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Adrian Ioinovici 以色列霍龙工学院院长，中山大学信息科学与技术学院国家“千人计划”特聘专家。Ioinovici教授在DC-DC变换器、开关电容变换器与逆变器、软开关变换器、全桥与多电平变换器等电力（功率）电子学方面的学术研究处于*地位。曾担任IEEE CASS电力电子和电力系统技术委员会主席、IEEE Transactions on Power Electronics副主编、多次担任IEEE ISCAS和PESC会议的主席或技术委员会委员。
刘鹿生
微电子和电力电子技术科技工作者。在中国科学院计算所二部及其划归原航天部期间，研制成功具有自主知识产权的MOS集成电路，并用其制成国内第一台MOS集成电路的微型电子计算机，荣获1978年全国科学大会和国防科工委奖。参加原国家科委主持的我国“电力电子技术发展战略软课题研究组”之后，转向电力电子和系统集成技术的研发。退休后负责组建北京电力电子学会并担任秘书长，参加创建《电力电子》期刊并担任主编十多年。

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目录第1章概论1.1 能源变换电子电路的应用领域1.1.1 信息和电信产业的应用1.1.2 可再生能源变换的应用1.1.3 未来的能源变换——燃料电池1.1.4 电动车辆1.1.5 电子显示装置的应用1.1.6 音频放大器1.1.7 便携式电子设备1.1.8 高电压物理实验和粒子加速器的应用1.1.9 照明技术1.1.10 AC-AC变频器1.1.11 电力系统调节1.1.12 制造业的能源回收1.1.13 航空航天的应用1.1.14 国防应用1.1.15 传动和大功率工业的应用1.1.16 电力电子电路的分类1.2 电力电子电路工作的基本原理1.3 功率电路的基本组成：功率半导体开关和无源电抗元件1.3.1 不可控开关——功率二极管1.3.2 半可控开关（晶闸管）1．3．3 可控开关1.3.4 氮化镓（GaN）开关技术1.3.5 功率开关的能耗1.3.6 无源电抗元件1.3.7 超级电容器1.4 占空比控制的恒定开关频率变换器的基本稳态分析1.4.1 基本DC-DC变换器的输入/输出电压比1.4.2 连续和断续导通工作模式1.4.3 基本变换器的元件设计1.4.4 占空比控制（PWM）的控制器1.4.5 变换效率，硬开关和软开关1.5 开关电容（SC）变换器简介1.6 频率控制的变换器1.6.1 谐振变换器1.6.2 准谐振变换器（QRC）1.7 AC-DC整流器和DC-AC逆变器概述1.7.1 整流器1.7.2 逆变器1.8 范例分析1.8.1 范例11.8.2 范例21.8.3 范例31.9 本章小结习题参考文献第2章 DC-DC变换器建模2.1 功率级建模的目的2.2 平均状态空间方程和低纹波近似（时间线性化）2.3 针对CCM工作的变换器，基于平均状态空间方程的直流电压增益和交流小信号开环传递函数2.3.1 直流电压增益和交流开环干线负载电压的传递函数2.3.2 小信号近似的占空比输出电压的交流传递函数2.3.3 CCM工作的Boost、 Buck以及Buck-Boost变换器的直流增益和交流小信号开环传递函数2.3.4* CCM工作的Boost、 Buck以及Buck-Boost变换器的图解平均模型2.3.5* CCM工作的DC-DC变换器正则图解的平均模型2.4 针对DCM工作的变换器，基于平均状态空间方程的直流电压增益和交流小信号开环传递函数2.4.1 降阶的平均模型2.4.2* 全阶平均模型2.5* 平均PWM开关模型2.5.1 连续导通模式（CCM）工作的变换器的平均PWM开关模型2.5.2 断续导通模式（DCM）工作的变换器的平均PWM开关模型2.6 开关电阻和二极管正向电压的平均模型， PWM平均模型2.6.1 开关直流电阻和二极管正向电压的平均模型2.6.2 PWM平均模型2.7* 准谐振变换器的直流和小信号分析用平均谐振开关模型2.7.1 零电流（ZC）谐振开关的平均模型2.7.2 零电压（ZV）谐振开关的平均模型2.7.3 ZCS准谐振变换器的直流分析和开环小信号传递函数2.7.4 ZVS准谐振变换器的直流分析和开环小信号传递函数2.8 电力电子电路仿真和计算机辅助设计2.9 范例分析2.10 本章小结习题参考文献第3章传统DC-DC PWM硬开关变换3.1 Buck DC-DC PWM硬开关变换器3.1.1 电感器直流阻抗的影响3.1.2 边界控制3.1.3 考虑电感电流纹波以及电容ESR时， CCM工作的Buck变换器的损耗计算3.1.4 CCM工作的Buck变换器设计3.1.5 带输入滤波器的Buck变换器3.1.6 DCM工作的Buck变换器的稳态分析综述3.1.7 DCM工作的Buck变换器设计3.1.8* Buck变换器动态响应的特点3.2 Boost DC-DC PWM硬开关变换器3.2.1 稳态CCM工作的Boost变换器3.2.2 稳态DCM工作的Boost变换器3.2.3* Boost变换器动态响应的特点3.3 Buck-Boost DC-DC PWM硬开关变换器3.3.1 稳态CCM工作的Buck-Boost变换器3.3.2 稳态DCM工作的Buck-Boost变换器3.3.3* Buck-Boost变换器动态响应的特点3.4 uk升降压型(Boost-Buck)DC-DC PWM硬开关变换器3.4.1 uk变换器的推导和开关工作3.4.2 CCM工作的uk变换器的稳态分析及设计3.4.3* 存在寄生电阻的uk变换器直流电压增益和交流小信号特性3.4.4 设计实例和市售uk变换器3.4.5* uk变换器的DCM工作3.4.6* 带耦合电感的uk变换器3.5 SEPIC PWM硬开关变换器3.5.1 CCM工作的SEPIC变换器3.5.2 CCM工作的SEPIC变换器的稳态分析3.5.3* CCM工作的SEPIC变换器的小信号分析3.5.4 市售SEPIC变换器：实例研究3.5.5* DCM工作的SEPIC变换器3.5.6* DICM工作的SEPIC变换器的交流分析3.5.7* 隔离型SEPIC变换器3.6 Zeta(反向SEPIC)PWM硬开关变换器3.6.1 CCM工作的Zeta变换器3.6.2 CCM工作的Zeta变换器的稳态分析3.6.3* CCM工作的SEPIC变换器的小信号分析3.6.4 设计案例和范例分析3.6.5* DCM工作的Zeta变换器3.6.6* 隔离型Zeta变换器3.7 正激变换器（正向变换器）3.7.1 DC-DC变换器结构中高频变压器的作用3.7.2 正激变换器的推导3.7.3 CCM工作的正激变换器3.7.4 DCM工作的正激变换器和CCM与DCM的设计考虑3.7.5* 多路输出正激变换器3.7.6* 其他的磁芯复位策略3.7.7 实用设计案例：范例分析3.8* 隔离型uk变换器3.9 反激变换器3.9.1 反激变换器推导3.9.2 反激变换器的CCM和DCM工作3.9.3 耦合电感器漏感的影响3.9.4* 反激变换器的小信号模型3.9.5 反激变换器的设计：范例分析——实际考虑3.10 推挽变换器3.10.1 降压型的推挽变换器（电压驱动）3.10.2 CCM下的推挽变换器3.10.3 推挽变换器中的非理想因素3.10.4 DCM工作3.10.5* 升压型的推挽变换器（电流驱动）3.10.6 设计实例3．11 半桥变换器3.11.1 Buck半桥变换器拓扑3.11.2 CCM工作3.11.3 输入到输出电压变换比和CCM工作的半桥变换器设计3.11.4 实际问题3.11.5 DCM工作3.11.6* 电流驱动半桥变换器3.12 全桥变换器3.12.1 全桥拓扑3.12.2 Buck全桥变换器的CCM工作3.12.3 输入/输出电压变换比和CCM工作的Buck全桥变换器的设计3.12.4 实际问题3.12.5* 其他晶体管控制方式：移相控制3.12.6* 电流驱动型全桥变换器3.13 本章小结习题参考文献第4章 DC-DC变换器的衍生结构4.1 推挽、半桥和全桥变换器的倍流整流器（Current Doubler Rectifier, CDR)4.1.1 倍流整流器的周期运行4.1.2 具有倍流整流器（CDR)的变换器的电压变换比4.1.3 电流纹波率4.1.4* 其他结构的倍流整流器(CDR)4.1.5 倍流整流器的缺点4.1.6* 三倍流或多倍流整流器4.2 倍压和多倍压整流器4.2.1 全波桥式倍压整流器4.2.2 Greinacher倍压整流器4.2.3 三倍压器及常规的Cockcroft-Walton多倍压器4.2.4* 单电容倍压器4.2.5 斐波那契开关电容多倍压器4.2.6 分压器4.2.7* “经济”电源和4×8电源4.3 二次变换器4.3.1 二次Buck变压器4.3.2* Buck-Boost二次变换器（占空比＜0.5）4.4* 双开关Buck-Boost变换器4.4.1 升降压交错式双开关Buck-Boost变换器4.4.2 正输出电压的Z源Buck-Boost变换器4.5* 开关电容/开关电感集成的基本变换器4.5.1 基于开关电容/开关电感结构的变换器系列4.5.2 KY变换器4.5.3 Watkin-Johnson变换器4.6* Sheppard-Taylor变换器4.6.1 连续导通模式（CCM）工作4.6.2 断续导通模式（DCM）工作4.6.3 隔离型Sheppard-Taylor变换器4.7* 有源开关电压应力低的变换器4.7.1 具有Vin/2初级开关电压应力的四开关全桥型变换器4.7.2 初级侧开关应力为三分之一输入电压的变换器4.7.3 三电平Boost变换器4.8* 电感带抽头的变换器4.8.1 电感带抽头的Buck变换器和VRM（电压调节模块）4.8.2 电感带抽头的Boost变换器4.9* 有中心抽头电感的电流驱动双桥变换器4.10 本章小结习题参考文献术语表