電力電子變換器基礎與設計

目錄
第1章緒論1
1.1電力電子技術的背景知識3
1.2直流功率變換器的小型化研究3
1.3本書的結構5
第2章非隔離型DC-DC變換器7
2.1斬波電路9
2.1.1電路結構9
2.1.2各種電路的關系10
2.1.3降壓斬波的簡單工作解析10
2.1.4電流連續(xù)模式和電流斷續(xù)模式14
2.1.5同步整流模式16
2.2使用兩個電感的斬波電路17
2.2.1電路結構17
2.2.2特征18
2.2.3SEPIC的簡易工作解析19
2.2.4Superbuck變換器的簡單工作解析21
2.3H橋升降壓斬波電路23
2.3.1電路結構和特征23
2.3.2工作解析（同步驅動和交替驅動）24
2.3.3電感的紋波電流28
參考文獻29
第3章隔離型DC-DC變換器31
3.1Flybuck變換器33
3.1.1電路結構33
3.1.2工作解析34
3.1.3含緩沖電路的工作解析36
3.2正激變換器39
3.2.1電路結構39
3.2.2工作解析41
3.3基于斬波電路的其他隔離型DC-DC變換器43
3.4采用橋式電路的隔離型DC-DC變換器44
3.5半橋中間抽頭變換器46
3.5.1電路結構46
3.5.2工作解析47
3.6非對稱半橋變換器49
3.6.1電路結構49
3.6.2工作解析50
3.6.3變壓器的直流偏磁53
3.7DAB變換器54
3.7.1電路結構54
3.7.2工作解析55
3.7.3ZVS區(qū)域60
第4章變換器的各種損耗63
4.1與電流的平方成正比的損耗（熱損耗）65
4.1.1MOSFET的導通電阻65
4.1.2電容器的等效串聯(lián)電阻65
4.1.3變壓器和電感的銅損67
4.2與電流成正比的損耗68
4.2.1IGBT的導通損耗68
4.2.2二極管的正向壓降帶來的導通損耗68
4.2.3開關損耗69
4.2.4ZVS降低開關損耗70
4.3與電流無關的損耗（固定損耗）73
4.3.1MOSFET的輸入電容和輸出電容73
4.3.2二極管的反向恢復損耗74
4.3.3變壓器的鐵損74
4.4功率變換電路的最高效率點75
參考文獻76
第5章變換器的小型化研究及其課題77
5.1小型化研究79
5.2高頻化助力無源元件小型化及其課題79
5.2.1無源元件的充放電電能79
5.2.2高頻化導致?lián)p耗增加80
5.2.3軟開關降低開關損耗80
5.2.4寬帶隙半導體帶來高頻化和損耗降低82
5.3高能量密度無源元件助力小型化83
5.3.1電感和電容器的能量密度83
5.3.2采用電容器的功率變換83
5.4高效化及耐高溫元件助力散熱裝置小型化85
5.5組合開關和無源元件以減少元件數(shù)量85
5.5.1變換器單體與磁性元件組合85
5.5.2系統(tǒng)級別的組合86
參考文獻91
第6章諧振變換器93
6.1概要95
6.1.1諧振變換器的結構和特征95
6.1.2諧振變換器的種類和特征96
6.2串聯(lián)諧振變換器96
6.2.1電路結構96
6.2.2諧振頻率和開關頻率的關系97
6.2.3工作模式（fs＞fr）98
6.2.4基波近似法解析101
6.2.5工作模式（fs＜fr）104
6.3LLC諧振變換器105
6.3.1電路結構105
6.3.2諧振頻率和開關頻率的關系106
6.3.3工作模式（fr0＞fs＞frp）107
6.3.4工作模式（fs＞fr0）110
6.3.5基波近似法解析111
6.3.6ZVS條件113
參考文獻114
第7章開關電容變換器115
7.1概要117
7.2SCC的典型電路結構117
7.3基本電路解析118
7.3.1簡易模型119
7.3.2詳細模型122
7.4SCC電路解析124
7.4.1梯形SCC124
7.4.2串聯(lián)/并聯(lián)SCC127
7.4.3斐波那契SCC129
參考文獻131
第8章開關電容變換器的應用電路133
8.1混合SCC135
8.1.1電路結構和特征135
8.1.2混合梯形SCC的工作136
8.1.3電荷移動解析138
8.1.4電感體積140
8.1.5混合梯形SCC的擴展電路141
8.2移相SCC143
8.2.1電路結構和特征143
8.2.2工作模式144
8.2.3輸出特性147
8.2.4移相SCC的擴展電路148
8.3諧振SCC148
8.3.1電路結構和特征148
8.3.2工作模式149
8.3.3增益特性151
8.3.4諧振SCC的擴展電路153
參考文獻155
第9章通過電容器打造小型化變換器157
9.1羅氏變換器159
9.1.1電路結構和特征159
9.1.2工作模式159
9.1.3電感體積的比較161
9.2采用飛跨電容的降壓斬波162
9.2.1電路結構和特征162
9.2.2工作模式163
9.2.3電感體積的比較165
9.3飛跨電容多電平DC-DC變換器165
9.3.1電路結構和特征165
9.3.2工作模式167
9.3.3電感體積的比較169
參考文獻171