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第1章 电力电子技术应用综述 1

1.1电力电子技术发展现状 2

1.2市场应用场景 5

1.3未来发展方向展望 10

1.4小结 11

第2章 电机和电源控制简介 13

2.1常见电机类型及其控制技术 14

2.1.1直流电机 14

2.1.2交流电机 16

2.2常见电力电子变换拓扑 20

2.2.1整流电路 21

2.2.2降压斩波电路 24

2.2.3升压斩波电路 25

2.2.4升降压斩波电路 25

2.2.5谐振变换器电路 26

2.3感应式无线充电技术 29

2.4小结 31

第3章 电机和电源控制中的微控制器技术介绍 33

3.1典型电机和电源数字控制系统架构 34

3.2电机和电源控制中的微控制器技术 36

3.2.1电机和电源控制中的微控制器技术发展现状 37

3.2.2电机和电源控制中的微控制器技术发展趋势 41

3.2.3恩智浦半导体电机和电源微控制器产品路线规划及主要特点 43

3.3小结 46

第4章 控制软件编程基础及相关调试技术 49

4.1数字控制软件编程基础 50

4.1.1信号数字化处理 50

4.1.2变量定标 52

4.1.3参数标幺表示 53

4.2实时控制软件架构实现简介 54

4.2.1状态机 54

4.2.2时序调度机制 57

4.3实时控制软件开发及调试 58

4.3.1实时控制软件库的应用 58

4.3.2实时调试工具 64

4.3.3相关调试技巧 68

4.4小结 70

第5章 永磁同步电机的数字控制 71

5.1永磁同步电机的数学模型 72

5.1.1三相永磁同步电机数学模型 73

5.1.2两相静止坐标系的数学模型 74

5.1.3两相转子同步坐标系的数学模型 75

5.1.4坐标变换 77

5.2永磁同步电机的磁场定向控制 78

5.2.1电流控制环 79

5.2.2转速控制环 82

5.3最大转矩电流比和弱磁控制 83

5.3.1最大转矩电流比控制 84

5.3.2弱磁控制 87

5.4无位置传感器控制 92

5.4.1基于反电动势的位置估计 92

5.4.2基于高频信号注入的位置估计 96

5.4.3基于定子磁链的位置估计 99

5.5电机控制所需的微控制器资源 102

5.5.1脉冲宽度调制器（PWM） 103

5.5.2模/数转换器（ADC） 105

5.5.3正交解码器（DEC） 105

5.5.4定时器（Timer） 106

5.5.5 PWM和ADC硬件同步 106

5.6典型永磁同步电机控制方案 107

5.6.1带位置传感器的伺服控制 107

5.6.2无位置传感器的磁场定向控制 109

5.6.3典型案例分析——风机控制 110

5.7小结 125

第6章 无刷直流电机的数字控制 127

6.1无刷直流电机模型 128

6.1.1无刷直流电机的本体结构 128

6.1.2无刷直流电机的数学模型 129

6.2六步换相控制及所需的微控制器资源 131

6.2.1无刷直流电机六步换相控制的基本原理 131

6.2.2六步换相PWM调制方式及其对电压和电流的影响 133

6.2.3六步换相无位置传感器控制 138

6.2.4六步换相控制所需的微控制器资源 140

6.3典型无刷直流电机控制方案 141

6.3.1基于KE02的无刷直流电机无位置传感器控制 142

6.3.2基于MC9S08SU16的无人机电调解决方案 148

6.4小结 152

第7章 开关磁阻电机的数字控制 153

7.1开关磁阻电机的基本工作原理 154

7.1.1电机结构 154

7.1.2电磁转矩的产生 155

7.1.3绕组反电动势 157

7.2两相SRM的数字控制 158

7.2.1 PWM控制下的绕组导通模式 159

7.2.2电压控制方法 160

7.2.3检测电流峰值的无位置传感器控制方法 161

7.2.4电机从静止开始起动 163

7.2.5电机从非静止时开始起动（On-the-Fly Start） 166

7.2.6两相SRM数字控制所需的微控制器资源 166

7.3典型方案分析——高速真空吸尘器 167

7.3.1系统介绍 167

7.3.2相电流与母线电压的检测 170

7.3.3电机的控制流程 175

7.3.4峰值电流的检测方法 184

7.4小结 185

第8章 交流感应电机的数字控制 187

8.1交流感应电机模型 188

8.1.1交流感应电机的本体结构 188

8.1.2交流感应电机的控制方法 190

8.1.3交流感应电机的数学模型 191

8.2转子磁链定向控制 194

8.2.1最大转矩电流比控制 196

8.2.2交流感应电机弱磁控制 198

8.2.3定子电压解耦 199

8.2.4带位置传感器时转子磁链位置估算 200

8.2.5无位置传感器控制 201

8.3典型交流感应电机控制方案 206

8.3.1控制环路介绍 207

8.3.2低成本电流及转速采样实现方案 209

8.3.3转子时间常数校正 214

8.3.4应用软件设计 215

8.3.5系统时序设计 216

8.4小结 218

第9章 步进电机的数字控制 219

9.1步进电机工作原理 220

9.1.1步进电机的结构 220

9.1.2步进电机的工作原理 221

9.2位置开环的细分控制及所需的微控制器资源 223

9.2.1细分控制 223

9.2.2驱动电路和PWM方法 225

9.2.3步进电机位置开环的控制结构 228

9.3位置闭环的矢量控制及所需的微控制器资源 229

9.3.1步进电机矢量控制 229

9.3.2步进电机弱磁控制 231

9.3.3步进伺服的典型控制结构 234

9.3.4转速计算原理及结合微控制器的应用 235

9.4典型步进电机控制方案 239

9.5小结 245

第10章 AC/DC变换器的数字控制 247

10.1 AC/DC变换器工作原理 248

10.1.1 PFC基本工作原理 249

10.1.2 LLC谐振变换器基本工作原理 251

10.2 PFC的数字控制 254

10.2.1控制策略 254

10.2.2电流控制器设计 255

10.2.3 PFC数字控制所需的微控制器资源 258

10.3 LLC谐振变换器的数字控制 259

10.3.1控制策略 259

10.3.2 LLC谐振变换器数字控制所需的微控制器资源 262

10.4典型案例分析——高效服务器电源 263

10.4.1图腾柱无桥PFC系统实现 264

10.4.2 LLC谐振变换器系统实现 268

10.5小结 274

第11章 感应式无线充电的数字控制 275

11.1感应式无线充电工作原理 276

11.1.1能量的传输方式 277

11.1.2通信方式及解调简介 280

11.2无线充电标准Qi 281

11.2.1通信方式详述 281

11.2.2系统控制 283

11.3 Qi标准感应式无线充电微控制器 289

11.3.1无线充电微控制器介绍 289

11.3.2 Qi标准无线充电发射器硬件模块 291

11.3.3无线充电发射器软件架构及重要功能实现 293

11.3.4无线充电重要功能的数字实现方式 296

11.4无线充电典型应用 301

11.4.1消费及工业类无线充电发射器 301

11.4.2车载无线充电发射器 303

11.4.3恩智浦半导体无线充电发射器主要模块 305

11.4.4恩智浦半导体无线充电接收器简介 312

11.4.5系统主要性能指标 315

11.5小结 318

参考文献 319