電力電子學(xué)與能源變換系統(tǒng)：概論與硬開(kāi)關(guān)變換器

目 錄
第1章 概論
1．1 能源變換電子電路的應(yīng)用領(lǐng)域
1．1．1 信息和電信產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用
1．1．2 可再生能源變換的應(yīng)用
1．1．3 未來(lái)的能源變換――燃料電池
1．1．4 電動(dòng)車(chē)輛
1．1．5 電子顯示裝置的應(yīng)用
1．1．6 音頻放大器
1．1．7 便攜式電子設(shè)備
1．1．8 高電壓物理實(shí)驗(yàn)和粒子加速器的應(yīng)用
1．1．9 照明技術(shù)
1．1．10 AC-AC變頻器
1．1．11 電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)
1．1．12 制造業(yè)的能源回收
1．1．13 航空航天的應(yīng)用
1．1．14 國(guó)防應(yīng)用
1．1．15 傳動(dòng)和大功率工業(yè)的應(yīng)用
1．1．16 電力電子電路的分類(lèi)
1．2 電力電子電路工作的基本原理
1．3 功率電路的基本組成： 功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和無(wú)源電抗元件
1．3．1 不可控開(kāi)關(guān)――功率二極管
1．3．2 半可控開(kāi)關(guān)（晶閘管）
1．3．3 可控開(kāi)關(guān)
1．3．4 氮化鎵（GaN）開(kāi)關(guān)技術(shù)
1．3．5 功率開(kāi)關(guān)的能耗
1．3．6 無(wú)源電抗元件
1．3．7 超級(jí)電容器
1．4 占空比控制的恒定開(kāi)關(guān)頻率變換器的基本穩(wěn)態(tài)分析
1．4．1 基本DC-DC變換器的輸入/輸出電壓比
1．4．2 連續(xù)和斷續(xù)導(dǎo)通工作模式
1．4．3 基本變換器的元件設(shè)計(jì)
1．4．4 占空比控制（PWM）的控制器
1．4．5 變換效率， 硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)
1．5 開(kāi)關(guān)電容（SC）變換器簡(jiǎn)介
1．6 頻率控制的變換器
1．6．1 諧振變換器
1．6．2 準(zhǔn)諧振變換器（QRC）
1．7 AC-DC整流器和DC-AC逆變器概述
1．7．1 整流器
1．7．2 逆變器
1．8 范例分析
1．8．1 范例1
1．8．2 范例2
1．8．3 范例3
1．9 本章小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 DC-DC變換器建模
2．1 功率級(jí)建模的目的
2．2 平均狀態(tài)空間方程和低紋波近似（時(shí)間線性化）
2．3 針對(duì)CCM工作的變換器， 基于平均狀態(tài)空間方程的直流電壓增益和
交流小信號(hào)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)
2．3．1 直流電壓增益和交流開(kāi)環(huán)干線負(fù)載電壓的傳遞函數(shù)
2．3．2 小信號(hào)近似的占空比輸出電壓的交流傳遞函數(shù)
2．3．3 CCM工作的Boost、 Buck以及Buck-Boost變換器的直流增益和交流小信號(hào)開(kāi)環(huán)
傳遞函數(shù)
2．3．4* CCM工作的Boost、 Buck以及Buck-Boost變換器的圖解平均模型
2．3．5* CCM工作的DC-DC變換器正則圖解的平均模型
2．4 針對(duì)DCM工作的變換器， 基于平均狀態(tài)空間方程的直流電壓增益和
交流小信號(hào)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)
2．4．1 降階的平均模型
2．4．2* 全階平均模型
2．5* 平均PWM開(kāi)關(guān)模型
2．5．1 連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）工作的變換器的平均PWM開(kāi)關(guān)模型
2．5．2 斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）工作的變換器的平均PWM開(kāi)關(guān)模型
2．6 開(kāi)關(guān)電阻和二極管正向電壓的平均模型， PWM平均模型
2．6．1 開(kāi)關(guān)直流電阻和二極管正向電壓的平均模型
2．6．2 PWM平均模型
2．7* 準(zhǔn)諧振變換器的直流和小信號(hào)分析用平均諧振開(kāi)關(guān)模型
2．7．1 零電流（ZC）諧振開(kāi)關(guān)的平均模型
2．7．2 零電壓（ZV）諧振開(kāi)關(guān)的平均模型
2．7．3 ZCS準(zhǔn)諧振變換器的直流分析和開(kāi)環(huán)小信號(hào)傳遞函數(shù)
2．7．4 ZVS準(zhǔn)諧振變換器的直流分析和開(kāi)環(huán)小信號(hào)傳遞函數(shù)
2．8 電力電子電路仿真和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
2．9 范例分析
2．10 本章小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章 傳統(tǒng)DC-DC PWM硬開(kāi)關(guān)變換
3．1 Buck DC-DC PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．1．1 電感器直流阻抗的影響
3．1．2 邊界控制
3．1．3 考慮電感電流紋波以及電容ESR時(shí)， CCM工作的Buck變換器的損耗計(jì)算
3．1．4 CCM工作的Buck變換器設(shè)計(jì)
3．1．5 帶輸入濾波器的Buck變換器
3．1．6 DCM工作的Buck變換器的穩(wěn)態(tài)分析綜述
3．1．7 DCM工作的Buck變換器設(shè)計(jì)
3．1．8* Buck變換器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特點(diǎn)
3．2 Boost DC-DC PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．2．1 穩(wěn)態(tài)CCM工作的Boost變換器
3．2．2 穩(wěn)態(tài)DCM工作的Boost變換器
3．2．3* Boost變換器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特點(diǎn)
3．3 Buck-Boost DC-DC PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．3．1 穩(wěn)態(tài)CCM工作的Buck-Boost變換器
3．3．2 穩(wěn)態(tài)DCM工作的Buck-Boost變換器
3．3．3* Buck-Boost變換器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的特點(diǎn)
3．4 uk升降壓型(Boost-Buck)DC-DC PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．4．1 uk變換器的推導(dǎo)和開(kāi)關(guān)工作
3．4．2 CCM工作的uk變換器的穩(wěn)態(tài)分析及設(shè)計(jì)
3．4．3* 存在寄生電阻的uk變換器直流電壓增益和交流小信號(hào)特性
3．4．4 設(shè)計(jì)實(shí)例和市售uk變換器
3．4．5* uk變換器的DCM工作
3．4．6* 帶耦合電感的uk變換器
3．5 SEPIC PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．5．1 CCM工作的SEPIC變換器
3．5．2 CCM工作的SEPIC變換器的穩(wěn)態(tài)分析
3．5．3* CCM工作的SEPIC變換器的小信號(hào)分析
3．5．4 市售SEPIC變換器： 實(shí)例研究
3．5．5* DCM工作的SEPIC變換器
3．5．6* DICM工作的SEPIC變換器的交流分析
3．5．7* 隔離型SEPIC變換器
3．6 Zeta(反向SEPIC)PWM硬開(kāi)關(guān)變換器
3．6．1 CCM工作的Zeta變換器
3．6．2 CCM工作的Zeta變換器的穩(wěn)態(tài)分析
3．6．3* CCM工作的SEPIC變換器的小信號(hào)分析
3．6．4 設(shè)計(jì)案例和范例分析
3．6．5* DCM工作的Zeta變換器
3．6．6* 隔離型Zeta變換器
3．7 正激變換器（正向變換器）
3．7．1 DC-DC變換器結(jié)構(gòu)中高頻變壓器的作用
3．7．2 正激變換器的推導(dǎo)
3．7．3 CCM工作的正激變換器
3．7．4 DCM工作的正激變換器和CCM與DCM的設(shè)計(jì)考慮
3．7．5* 多路輸出正激變換器
3．7．6* 其他的磁芯復(fù)位策略
3．7．7 實(shí)用設(shè)計(jì)案例： 范例分析
3．8* 隔離型uk變換器
3．9 反激變換器
3．9．1 反激變換器推導(dǎo)
3．9．2 反激變換器的CCM和DCM工作
3．9．3 耦合電感器漏感的影響
3．9．4* 反激變換器的小信號(hào)模型
3．9．5 反激變換器的設(shè)計(jì)： 范例分析――實(shí)際考慮
3．10 推挽變換器
3．10．1 降壓型的推挽變換器（電壓驅(qū)動(dòng)）
3．10．2 CCM下的推挽變換器
3．10．3 推挽變換器中的非理想因素
3．10．4 DCM工作
3．10．5* 升壓型的推挽變換器（電流驅(qū)動(dòng)）
3．10．6 設(shè)計(jì)實(shí)例
3．11 半橋變換器
3．11．1 Buck半橋變換器拓?fù)?br />3．11．2 CCM工作
3．11．3 輸入到輸出電壓變換比和CCM工作的半橋變換器設(shè)計(jì)
3．11．4 實(shí)際問(wèn)題
3．11．5 DCM工作
3．11．6* 電流驅(qū)動(dòng)半橋變換器
3．12 全橋變換器
3．12．1 全橋拓?fù)?br />3．12．2 Buck全橋變換器的CCM工作
3．12．3 輸入/輸出電壓變換比和CCM工作的Buck全橋變換器的設(shè)計(jì)
3．12．4 實(shí)際問(wèn)題
3．12．5* 其他晶體管控制方式： 移相控制
3．12．6* 電流驅(qū)動(dòng)型全橋變換器
3．13 本章小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章 DC-DC變換器的衍生結(jié)構(gòu)
4．1 推挽、 半橋和全橋變換器的倍流整流器（Current Doubler Rectifier， CDR)
4．1．1 倍流整流器的周期運(yùn)行
4．1．2 具有倍流整流器（CDR)的變換器的電壓變換比
4．1．3 電流紋波率
4．1．4* 其他結(jié)構(gòu)的倍流整流器(CDR)
4．1．5 倍流整流器的缺點(diǎn)
4．1．6* 三倍流或多倍流整流器
4．2 倍壓和多倍壓整流器
4．2．1 全波橋式倍壓整流器
4．2．2 Greinacher倍壓整流器
4．2．3 三倍壓器及常規(guī)的Cockcroft-Walton多倍壓器
4．2．4* 單電容倍壓器
4．2．5 斐波那契開(kāi)關(guān)電容多倍壓器
4．2．6 分壓器
4．2．7* “經(jīng)濟(jì)”電源和4×8電源
4．3 二次變換器
4．3．1 二次Buck變壓器
4．3．2* Buck-Boost二次變換器（占空比＜0．5）
4．4* 雙開(kāi)關(guān)Buck-Boost變換器
4．4．1 升降壓交錯(cuò)式雙開(kāi)關(guān)Buck-Boost變換器
4．4．2 正輸出電壓的Z源Buck-Boost變換器
4．5* 開(kāi)關(guān)電容/開(kāi)關(guān)電感集成的基本變換器
4．5．1 基于開(kāi)關(guān)電容/開(kāi)關(guān)電感結(jié)構(gòu)的變換器系列
4．5．2 KY變換器
4．5．3 Watkin-Johnson變換器
4．6* Sheppard-Taylor變換器
4．6．1 連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）工作
4．6．2 斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）工作
4．6．3 隔離型Sheppard-Taylor變換器
4．7* 有源開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力低的變換器
4．7．1 具有Vin/2初級(jí)開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力的四開(kāi)關(guān)全橋型變換器
4．7．2 初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)應(yīng)力為三分之一輸入電壓的變換器
4．7．3 三電平Boost變換器
4．8* 電感帶抽頭的變換器
4．8．1 電感帶抽頭的Buck變換器和VRM（電壓調(diào)節(jié)模塊）
4．8．2 電感帶抽頭的Boost變換器
4．9* 有中心抽頭電感的電流驅(qū)動(dòng)雙橋變換器
4．10 本章小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
術(shù)語(yǔ)表