现代电力电子学中的瞬态分析PDF电子书下载

第1章 电力电子器件、电路、拓扑及控制 1

1.1 电力电子学 1

1.2 功率器件技术的发展 2

1.3 电力电子电路拓扑 4

1.3.1 开关过程 4

1.3.2 基本开关单元 5

1.3.3 电力电子学中的电路拓扑 6

1.4 脉宽调制 8

1.5 典型电力电子变换器及其应用 13

1.6 电力电子学中的瞬态过程及本书结构 14

参考文献 14

第2章 电力电子系统中的宏观和微观因素 17

2.1 引言 17

2.2 微电子技术与电力电子技术 19

2.2.1 了解半导体物理学 19

2.2.2 评述半导体器件 21

2.3 短时瞬态过程研究的最新进展 23

2.3.1 脉冲的定义 24

2.3.2 脉冲能量与脉冲功率 26

2.4 典型的影响因素与瞬态过程 30

2.4.1 失效机制 30

2.4.2 主电路的各个部分 33

2.4.3 相互影响的控制模块与功率系统 35

2.5 短时瞬态过程的研究方法 35

2.6 小结 36

参考文献 37

第3章 功率半导体器件、功率集成电路及其短时瞬态分析 40

3.1 半导体器件的主要特点 40

3.2 半导体器件建模方法 41

3.2.1 二极管混合模型 41

3.3 IGBT 42

3.4 IGCT 44

3.5 碳化硅结型场效应晶体管 45

3.6 系统级SOA（安全工作区） 49

3.6.1 实例1：三电平DC-AC逆变器的系统级SOA 49

3.6.2 实例2：双向DC-DC变换器的系统级SOA 51

3.6.3 实例3：EV电池充电器的系统级SOA 51

3.7 软开关控制及其在大功率变换器中的应用 55

3.7.1 实例4：双移相控制中的ZCS 55

3.7.2 实例5：EV充电器中的软开关与硬开关控制 56

参考文献 57

第4章 电力电子学在电动车与混合动力电动车中的应用 60

4.1 电动车与混合动力电动车简介 60

4.2 HEV的结构与控制 61

4.3 HEV中的电力电子技术 62

4.3.1 HEV中的整流器 63

4.3.2 HEV用Buck变换器 67

4.3.3 非隔离型双向DC-DC变换器 69

4.3.4 交流异步电动机控制 73

4.4 EV和PHEV中的电池充电器 79

4.4.1 单向充电器 79

4.4.2 感应充电器 90

4.4.3 无线充电器 94

4.4.4 PHEV电池充电器的优化 96

4.4.5 双向充电器及其控制 99

参考文献 108

第5章 电力电子学在替代能源和先进电力系统中的应用 111

5.1 典型替代能源系统 111

5.2 替代能源系统中的瞬态过程 111

5.2.1 动态过程1：太阳能发电系统的MPPT控制 112

5.2.2 并网系统的动态过程 114

5.2.3 风力发电系统 118

5.3 电力电子技术、替代能源和未来的微网系统 121

5.4 多能源系统中的动态过程 125

5.5 替代能源系统的分析方法与控制特点 128

5.6 电力电子技术在先进电力系统中的应用 129

5.6.1 静止无功补偿器和静止同步补偿器 130

5.6.2 超导磁储能系统 131

参考文献 133

第6章 电力电子学在电池管理系统中的应用 136

6.1 电力电子学在可充电电池系统中的应用 136

6.2 电池充电管理 137

6.2.1 脉冲充电 137

6.2.2 反射式快速充电 138

6.2.3 变电流间歇充电 139

6.2.4 变电压间歇充电 139

6.2.5 先进间歇充电 140

6.2.6 实用充电方案 140

6.3 电池单元均衡 144

6.3.1 为电池组增加均衡充电阶段 146

6.3.2 分流法——耗散均衡法 147

6.3.3 电抗器切换法 147

6.3.4 飞跨电容法 148

6.3.5 感性（多绕组变压器）平衡法 148

6.3.6 专用集成电路充电平衡法 149

6.3.7 DC-DC变换器平衡法 149

6.4 电池电力电子系统中的SOA 151

6.4.1 考虑电池阻抗和温度，改善系统级SOA 151

6.4.2 不同温度下与其他元件的相互作用 153

参考文献 156

第7章 死区效应与最小脉宽 158

7.1 DC-AC逆变器中的死区效应 159

7.1.1 死区效应 160

7.2 DC-DC变换器中的死区效应 163

7.2.1 移相式双重有源桥式双向DC-DC变换器 163

7.2.2 DAB双向DC-DC变换器中的死区效应 166

7.3 死区补偿控制策略 174

7.4 最小脉宽 179

7.4.1 MPW的设定 182

7.5 小结 184

参考文献 185

第8章 电力电子系统中的调制误差 187

8.1 信息流与功率流之间的调制误差 187

8.2 功率半导体器件在开关过程中的调制误差 188

8.2.1 串联半导体开关的电压平衡电路 189

8.2.2 伴随发生的短时瞬态过程 194

8.3 DC-AC逆变器中的调制误差 201

8.4 DC-DC变换器中的调制误差 204

8.5 小结 214

参考文献 214

第9章 电力电子技术未来发展趋势 216

9.1 新材料与新器件 216

9.2 电路拓扑、系统及应用 221

9.3 无源元件 224

9.4 电力电子封装技术 226

9.5 电力载波通信 229

9.6 未来电力电子系统中的瞬态过程 229

参考文献 230