第一章 概述 1
1.1 现代逆变技术的概念和分类 1
1.1.1 现代逆变技术的概念 1
1.1.2 现代逆变技术的分类 1
1.2 逆变的目的和优越性 2
1.2.1 逆变的目的 2
1.2.2 采用逆变技术的优越性 2
1.3 逆变技术的应用领域 4
第二章 现代逆变技术中的开关器件及其应用 7
2.1 电力电子开关器件的类型、发展和应用范围 7
2.1.1 电力电子开关器件的类型和发展 7
2.1.2 电力电子开关器件的应用范围 8
2.2 可关断晶闸管的基本性能和应用 10
2.2.1 GTO的基本特性 10
2.2.2 GTO的主要参数 12
2.2.3 GTO的应用问题 14
2.3 功率场效应管的性能和应用 17
2.3.1 VMOSFET的基本特性 18
2.3.2 VMOSFET的基本参数 21
2.3.3 VMOSFET的应用问题 24
2.4 大功率晶体管的性能和应用 26
2.4.1 GTR的基本性能和参数 26
2.4.2 GTR的使用问题 29
2.5.2 IGBT的基本特性 31
2.5.1 IGBT的基本结构和特点 31
2.5 绝缘栅双极晶体管的性能和应用 31
2.5.3 智能型功率模块(IPM) 35
2.6 IGBT的主要参数和应用 36
2.6.1 IGBT的主要参数及其定额选择 36
2.6.2 IGBT的栅极驱动 39
2.6.3 IGBT的保护 40
2.6.4 IPM的特殊参数和应用 41
2.7 其他新型开关器件 42
2.7.1 MOS控制晶闸管 42
2.7.2 静感应晶闸管 43
2.7.3 静电感应晶体管 45
3.1.1 现代逆变系统基本结构 46
第三章 现代逆变系统结构和主回路设计 46
3.1 现代逆变系统基本结构和变换电路 46
3.1.2 非隔离式电压变换电路的基本形式 47
3.2 逆变主电路的基本形式 50
3.2.1 隔离式逆变主电路形式 50
3.2.2 各种逆变电路的特点和应用 54
3.3 功率转换电路的不平衡问题 55
3.3.1 全桥、推挽式电路的不平衡问题 55
3.3.2 半桥式电路抗不平衡的能力的分析 57
3.3.3 串联耦合电容对不平衡的校正 58
3.4 直流电源变换装置逆变系统结构和主回路设计 59
3.4.1 直流电源变换装置逆变系统结构 59
3.4.2 直流电源变换装置逆变主回路设计 60
3.5.1 交流电动机变频调速系统 62
3.5 交流电动机变频调速系统 62
3.5.2 变频器三相逆变器主电路的设计 64
3.6 三相有源逆变系统的应用和组成结构 66
3.6.1 交流电动机制动再生能量回馈系统 66
3.6.2 交流电动机串级调速系统 69
3.6.3 电力调节装置 69
3.6.4 风力发电并网运行 71
3.7 不间断电源逆变系统 72
3.7.1 UPS逆变系统结构 72
3.7.2 UPS逆变系统电路设计 74
4.1.1 逆变变压器和铁芯电抗器的设计原则 78
4.1.2 电磁理论基础 78
第四章 逆变变压器和铁芯电抗器的设计 78
4.1 逆变变压器的设计原则和依据 78
4.1.3 集肤效应 79
4.2 逆变变压器的设计方法和步骤 80
4.2.1 变压器铁芯尺寸计算公式 80
4.2.2 逆变变压器的设计步骤 83
4.2.3 逆变变压器的功耗 86
4.3 铁芯材料和结构 86
4.3.1 铁芯材料的种类和性能对比 86
4.3.2 硅钢片及其铁芯 88
4.3.3 铁氧体铁芯 89
4.3.4 非晶态合金和微晶合金 93
4.4 逆变变压器绕制中的几个问题 97
4.4.1 变压器绕组的漏感及减小漏感的措施 97
4.4.2 导体和绕组的涡流损耗 98
4.4.3 绝缘材料的类型和选择 101
4.5 单端反激式开关电源变压器的设计 101
4.6 铁芯电抗器的结构设计 104
4.6.1 切开铁芯直流电抗器的结构设计 105
4.6.2 交流铁芯电抗器的结构设计 107
4.7 磁性元件的实验和测试 107
第五章 现代逆变系统中的功率变换技术及其设计 111
5.1 逆变式功率变换技术概述 111
5.1.1 现代功率变换技术的分类和发展 111
5.1.2 逆变式功率变换器的基本设计步骤 113
5.2 负载谐振PFM变换技术 115
5.2.1 串联负载谐振变换技术及其设计 115
5.2.2 并联负载谐振变换技术及其设计 117
5.2.3 复合谐振变换和E类变换 118
5.3 硬开关PWM变换技术 120
5.3.1 硬开关PWM变换技术的基本原理 120
5.3.2 硬开关PWM变换的特点和应用 121
5.4 准谐振双零开关变换技术 122
5.4.1 准谐振双零开关 122
5.4.2 零电流开关(ZCS)变换电路及其设计 123
5.4.3 零电压开关(ZVS)变换电路及其设计方法 125
5.5.1 双零转换PWM基本变换技术 127
5.5 双零转换PWM软开关变换技术 127
5.5.2 ZCT-PWM变换技术及其设计方法 129
5.5.3 ZVT-PWM变换技术及其设计方法 131
5.6 ZVT-PWM变换技术的典型应用 134
5.6.1 移向全桥ZVT-PWM变换技术及其设计 134
5.6.2 有源箝位/复位变换技术及其应用 137
第六章 现代逆变系统中的控制技术 140
6.1 现代逆变控制技术的系统设计 140
6.1.1 逆变控制系统的结构和时域性能指标 140
6.1.2 现代逆变系统稳定性分析和设计 142
6.2 现代逆变控制系统中主要环节的设计 145
6.2.1 控制调节器和校正环节的分类和应用 145
6.2.2 时间比例控制及脉冲形成电路 148
6.3.1 电压型PWM控制系统 149
6.3 PWM型逆变控制系统的设计 149
6.3.2 电流型PWM控制系统 151
6.4 谐振开关变换集成控制芯片及其应用 155
6.4.1 谐振开关变换集成控制芯片的结构和特性 155
6.4.2 谐振开关变换集成控制芯片的应用 158
6.5 电压型PWM控制集成芯片及其应用 158
6.5.1 电压型PWM控制集成芯片的结构和性能 159
6.5.2 电压型PWM控制IC芯片的应用 163
6.6 电压型PWM控制集成芯片及其应用 164
6.6.1 单端输出电流型PWM控制集成芯片 164
6.6.2 双路输出电流型PWM控制集成芯片及其应用 166
6.7.1 移项式PWM控制集成芯片结构和特性 168
6.7 ZVT变换集成控制芯片及其应用 168
6.7.2 移相式PWM控制芯片的应用 171
6.7.3 有源箝位/复位集成控制芯片及其应用 173
6.8 正弦波调制PWM控制技术 176
6.8.1 正弦波调制PWM控制的用途和基本原理 176
6.8.2 SPWM的设计实现--分立电路、IC、单片机 177
第七章 现代逆变系统中的整流和滤波电路设计 182
7.1 整流电路的形式及其应用 182
7.1.1 整流电路的分类 182
7.1.2 单相整流电路的形式和用途 182
7.1.3 三相整流电路的形式和用途 183
7.2.1 半导体整流二极管的分类和用途 185
7.2 整流器件的类型及其选择 185
7.2.2 可控整流器件的类型和应用 189
7.3 特种整流电路的原理和设计 190
7.3.1 倍压整流电路及其应用 190
7.3.2 倍流整流电路及其应用 192
7.3.3 同步整流和异步整流 193
7.4 输入滤波电路的形式及其设计 194
7.4.1 输入滤波电路和功率因数校正(PFC) 194
7.4.2 无源输入滤波和PFC电路的设计 196
7.4.3 高频有源输入滤波和PFC电路设计 197
7.5 直流输出滤波电路的形式及其设计 206
7.5.1 直流输出滤波电路的形式和应用 206
7.5.2 LC滤波电路的参数设计 207
7.6.1 电容器的分类及其特性 208
7.6 滤波电容器的类型和应用 208
7.6.2 电容器的应用场合和适用频率范围 211
7.6.3 电解电容器的主要参数及性能 212
7.6.4 电解电容器的应用 214
第八章 现代逆变系统中的其他设计技术 217
8.1 开关管的开通和关断缓冲电路设计 217
8.1.1 开关管缓冲电路的分类和作用 217
8.1.2 开通缓冲电路的设计 218
8.1.3 关断缓冲电路的设计 218
8.1.4 尖峰电压吸收缓冲电路设计 219
8.2.1 电流信号检测的方法和应用 220
8.2 电流检测和过流保护电路设计 220
8.2.2 过流保护电路的功能和组成 223
8.3 散热技术设计 224
8.3.1 功率损耗的计算 224
8.3.2 热阻和热路欧姆 226
8.3.3 散热器的热阻计算和选择 226
8.4 电磁兼容性(EMC)及其设计 229
8.4.1 电磁干扰(EMI) 229
8.4.2 电磁兼容性设计的内容、元器件和材料 230
8.4.3 整体结构布局和布线EMC设计 234
8.4.4 电磁兼容的有关标准 237
8.5.2 逆变系统合闸控制和软启动电路的设计 240
8.5.1 逆变系统合闸控制和软启动的意义 240
8.5 逆变系统中的合闸启动电路设计 240
8.6 现代逆变技术CAD和微机控制技术 242
8.6.1 现代逆变技术CAD 242
8.6.2 现代逆变系统中的微机控制技术 247
第九章 典型的逆变系统设计实例 250
9.1 电力直流操作电源的系统结构和主电路设计 250
9.1.1 直流操作电源的设计要求和系统结构 250
9.1.2 整流模块初级主电路的设计 252
9.1.3 输出整流滤波电路和散热设计 256
9.2 直流操作开关电源整流模块控制电路设计 257
9.2.1 PWM控制电路的设计 257
9.2.2 控制系统环路分析和补偿设计 259
9.3 正弦波逆变器的设计 260
9.3.1 正弦波逆变器的设计要求和主电路形式 260
9.3.2 有工频变压器的逆变电源主电路设计 260
9.3.3 无工频变压器的逆变器主电路设计 262
9.3.4 逆变控制电路的设计 262
9.4 逆变电源DC-DC变换器的设计 263
9.4.1 技术要求和主回路设计 263
9.4.2 控制电路设计 265
9.5 单端反激式电流型辅助开关电源的设计实例 266
9.5.1 设计要求和方案选择 266
9.5.2 具体电路和变压器设计 267
参考文献 269