電力電子變換器傳導(dǎo)電磁干擾的建模、預(yù)測與抑制方法

定　價：￥99.00

作　者：	阮新波謝立宏季清原熙博
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111737643	出版時間：	2023-12-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書闡明了電力電子變換器傳導(dǎo)電磁干擾的形成機理、傳遞路徑及其危害，并建立了AC-DC整流器、DC-DC變換器和DC-AC逆變器的傳導(dǎo)電磁干擾模型，為預(yù)測和抑制其傳導(dǎo)電磁干擾提供基礎(chǔ)。針對Boost PFC變換器，分別預(yù)測了在平均電流控制和臨界電流連續(xù)控制方式下的傳導(dǎo)電磁干擾頻譜特性，給出了電磁干擾濾波器的設(shè)計依據(jù)。針對隔離型DC-DC變換器，提出了優(yōu)化設(shè)計變壓器繞組結(jié)構(gòu)、屏蔽層結(jié)構(gòu)、變換器的電路結(jié)構(gòu)以及引入共模電壓對消等方法來抑制其共模傳導(dǎo)干擾，從而減小共模電磁干擾濾波器的體積重量。針對非隔離型DC-DC變換器和DC-AC逆變器，引入了共模電壓對消以同時抑制其輸入和輸出側(cè)共模電流，提高了電磁兼容性。本書是一本理論分析與工程設(shè)計相結(jié)合的專著，可作為高校電力電子技術(shù)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的碩士生、博士生和教師的參考書，也可供從事航空航天電源、服務(wù)器電源、電動汽車車載充電器、電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電等方面研究開發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用。

作者簡介

　　阮新波，男，1970年出生。1991年和1996年在南京航空航天大學(xué)分別獲得電氣技術(shù)專業(yè)學(xué)士學(xué)位和電力電子技術(shù)專業(yè)博士學(xué)位。1996年6月起留校任教，2002年破格晉升為教授。2007年8月至10月在香港理工大學(xué)電子與資訊系擔(dān)任Research Fellow，2008年至2011年受聘為長江學(xué)者特聘教授，在華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院工作?，F(xiàn)為南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院副院長。他長期從事電力電子與電力傳動方面的研究，研究領(lǐng)域包括功率電子變換技術(shù)、航空航天電源、新能源供電系統(tǒng)和電力電子系統(tǒng)集成。他主持了國家自然科學(xué)杰出青年科學(xué)基金1項、重點項目1項和面上項目4項、江蘇省自然科學(xué)基金（創(chuàng)新人才）和霍英東教育基金會高等院校青年教師基金各1項以及其他項目80多項。獲得高校自然科學(xué)獎一等獎2項，獲得省部級科技進步獎二等獎2項、三等獎3項（所有獲獎均排名第一）；獲得中國發(fā)明專利47項，美國專利2項；在科學(xué)出版社出版中文專著7部，在Wiley出版社出版英文專著1部，在Springer出版社各出版英文專著2部，出版電力電子技術(shù)教材1部，在國內(nèi)外期刊和重要會議上發(fā)表論文300多篇，其中被SCI收錄150余篇、EI收錄近200多篇。他是IEEE Fellow （2016）、“長江學(xué)者”特聘教授（2007）、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者（2015）、中組部“萬人計劃”領(lǐng)軍人才（2016）、國家科技部"創(chuàng)新人才推進計劃"中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”（2014），是享受國務(wù)院特殊津貼專家。他從2014年開始每年均入選 Elesevier（愛思維爾）中國高被引作者榜單，入選新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃，是江蘇省高?！扒嗨{(lán)工程”中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)人選、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”第二層次培養(yǎng)對象。他榮獲全國優(yōu)秀科技工作者、中國航空學(xué)會青年科技獎、江蘇省十大優(yōu)秀專利發(fā)明人、江蘇省新長征突擊手標(biāo)兵、江蘇省第三期“333工程”突出貢獻獎、中達(dá)學(xué)者等榮譽稱號，2012年被IEEE Transactions on Industrial Electronics授予杰出貢獻獎，2018年和2019年被IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics （JESTPE）授予最佳副主編獎。阮新波教授曾擔(dān)任中國電源學(xué)會第五、六屆理事會副理事長，2017年再次擔(dān)任中國電源學(xué)會副理事長，2014年~2016年擔(dān)任IEEE Industrial Electronics Society可再生能源系統(tǒng)技術(shù)委員會副主席。2005年~2018年擔(dān)任中國電源學(xué)會直流電源專業(yè)委員會主任、學(xué)術(shù)工作委員會副主任，擔(dān)任IEEE Transactions on Industrial Electronics、IEEE Transactions on Power Electronics、IEEE Transactions on Circuits and Systems –II、IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics和IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society等五份國際重要學(xué)術(shù)期刊的副主編，是電工技術(shù)學(xué)報和中國電機工程學(xué)報編委，電源學(xué)報編委會常務(wù)副主任、副主編；擔(dān)任IEEE Energy Conversion Congress and Exposition （ECCE） 2015年會議程序委員會聯(lián)合主席、2020年Tutorial Committee Chair，IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference – ECCE Asia （IPEMC） 2009年會議秘書長、2012年會議程序委員會聯(lián)合主席、2016年會議國內(nèi)指導(dǎo)委員會副主席，2017年會議程序委員會聯(lián)合主席、2019年會議程序委員會聯(lián)合主席、2020年會議大會主席，IEEE International Symposium on Industrial Electronics （ISIE） 2010年會議Publicity Chair和2012年會議Tutorial Chair、2019年可再生電力能源變換，處理和存儲專題Track Chair， IEEE Industrial Electronics Society年會（IECON）2016年高效率直流變換器專題主席、2017年功率電子學(xué)專題主席，IEEE Power Electronics Application Conference （PEAC） 2018年會議Tutorial Committee Chair。

圖書目錄

電力電子新技術(shù)系列圖書序言
前言
第1章緒論1
1.1電磁兼容（EMC）和電磁干擾（EMI）概述1
1.1.1EMC的基本概念1
1.1.2傳導(dǎo)和輻射電磁干擾2
1.2電力電子變換器的傳導(dǎo)EMI4
1.3 AC-DC整流器的傳導(dǎo)EMI6
1.4DC-DC變換器的共模傳導(dǎo)干擾10
1.4.1DC-DC變換器共模傳導(dǎo)干擾的建模10
1.4.2DC-DC變換器原始共模傳導(dǎo)干擾的抑制方法11
1.5DC-AC逆變器的共模傳導(dǎo)干擾17
1.6本章小結(jié)19
參考文獻19
第2章傳導(dǎo)EMI測試原理與EMI濾波器設(shè)計25
2.1傳導(dǎo)EMI的測試原理25
2.1.1傳層EMI的測試框圖和測試方式25
2.1.2線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)26
2.1.3共模干擾和差模干擾分離測試26
2.1.4EMI接收機測試原理28
2.2電力電子變換器的EMI濾波器設(shè)計32
2.2.1EMI濾波器的電路結(jié)構(gòu)32
2.2.2EMI濾波器的設(shè)計流程35
2.3本章小結(jié)36
參考文獻37
第3章Boost PFC變換器的混合干擾抑制及共模和差模干擾等效電路39
3.1Boost PFC變換器的共模和差模干擾39
3.1.1Boost PFC變換器的傳導(dǎo)EMI路徑和混合干擾的抑制39
3.1.2Boost PFC變換器的共模和差模等效電路43
3.2Boost PFC變換器的EMI濾波器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計方法46
3.2.1Boost PFC變換器的共模濾波器46
3.2.2Boost PFC變換器的差模濾波器46
3.2.3適合Boost PFC變換器的EMI濾波器46
3.3本章小結(jié)48
參考文獻48
第4章平均電流控制Boost PFC變換器的傳導(dǎo)EMI頻譜預(yù)測及EMI濾波器設(shè)計49
4.1平均電流控制Boost PFC變換器的工作模式49
4.2不同工作模式下開關(guān)管漏源極電壓波形52
4.2.1開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)管漏源極電壓的波形52
4.2.2工頻周期內(nèi)占空比與vDS波形55
4.3不同工作模式下變換器的傳導(dǎo)EMI最惡劣頻譜57
4.3.1平均電流控制Boost PFC變換器傳導(dǎo)EMI頻譜特性57
4.3.2變換器工作于全連續(xù)模式時的傳導(dǎo)EMI特性58
4.3.3部分CCM/DCM和全DCM模式時的傳導(dǎo)EMI特性60
4.4變換器的EMI濾波器設(shè)計的關(guān)鍵諧波64
4.5實驗驗證和討論65
4.5.1原理樣機參數(shù)65
4.5.2實驗結(jié)果65
4.6本章小結(jié)72
參考文獻73
第5章CRM Boost PFC變換器的傳導(dǎo)EMI頻譜預(yù)測及EMI濾波器設(shè)計74
5.1CRM Boost PFC變換器的傳導(dǎo)EMI頻譜74
5.1.1變換器的工作原理74
5.1.2變換器的傳導(dǎo)EMI電壓源頻譜76
5.1.3變換器的共模和差模干擾頻譜77
5.1.4變換器傳導(dǎo)EMI的PK、QP和AV值頻譜78
5.2CRM Boost PFC變換器的傳導(dǎo)EMI最惡劣頻譜81
5.2.1PK和QP值頻譜的最大邊界81
5.2.2依據(jù)QP值頻譜的最大邊界設(shè)計EMI濾波器84
5.3實驗驗證和討論86
5.3.1樣機參數(shù)86
5.3.2實驗結(jié)果87
5.4本章小結(jié)91
參考文獻92
第6章隔離型DC-DC變換器共模傳導(dǎo)干擾的建模93
6.1隔離型變換器共模干擾的傳遞路徑93
6.2一種通用的變壓器集總電容模型94
6.2.1變壓器原副邊繞組分布電容的特性94
6.2.2流過變壓器原副邊繞組分布電容的位移電流94
6.2.3變壓器的通用集總電容模型97
6.3基本隔離型DC-DC變換器的共模傳導(dǎo)干擾模型98
6.3.1反激變換器的共模傳導(dǎo)干擾模型98
6.3.2其他基本隔離型DC-DC變換器的共模傳導(dǎo)干擾模型100
6.4具有共模干擾自然對消特性的基本隔離型DC-DC變換器105
6.5實驗驗證和討論107
6.5.1變壓器集總電容模型的實驗驗證107
6.5.2共模傳導(dǎo)干擾模型的實驗驗證109
6.6本章小結(jié)113
參考文獻113
第7章基于屏蔽技術(shù)的隔離型DC-DC變換器共模傳導(dǎo)干擾的抑制方法115
7.1變壓器屏蔽技術(shù)115
7.1.1單層屏蔽技術(shù)115
7.1.2雙層屏蔽技術(shù)116
7.2消除位移電流的條件與方法117
7.2.1消除位移電流的條件117
7.2.2副邊繞組和屏蔽層平均電位的一般表達(dá)式117
7.2.3消除位移電流的方法119
7.3屏蔽繞組法121
7.3.1屏蔽繞組與副邊繞組的結(jié)合121
7.3.2屏蔽繞組法的應(yīng)用122
7.4屏蔽-平衡繞組法的應(yīng)用127
7.4.1屏蔽-平衡繞組法適用的副邊整流電路127
7.4.2平衡繞組匝數(shù)和屏蔽層E點角度的計算127
7.5復(fù)合屏蔽-無源對消法128
7.5.1基本原理128
7.5.2復(fù)合屏蔽-無源對消法的應(yīng)用129
7.6實驗驗證131
7.6.1屏蔽繞組法131
7.6.2屏蔽-平衡繞組法133
7.6.3復(fù)合屏蔽-無源對消法135
7.7本章小結(jié)137
參考文獻137
第8章移相控制全橋變換器的共模傳導(dǎo)干擾抑制方法139
8.1移相控制全橋變換器的共模干擾模型139
8.1.1共模干擾模型的推導(dǎo)139
8.1.2兩電容Cae和Cbe的推導(dǎo)過程141
8.1.3共模干擾模型的簡化143
8.2消除諧振電感電壓影響的對稱電路方法144
8.2.1采用對稱諧振電感144
8.2.2采用對稱變壓器144
8.3消除兩橋臂中點電壓影響的無源對消方法147
8.3.1實現(xiàn)方式Ⅰ148
8.3.2實現(xiàn)方式Ⅱ149
8.4對稱電路和無源對消電路相結(jié)合的必要性分析150
8.4.1只采用對稱電路151
8.4.2只加無源對消電路152
8.5實驗驗證和討論153
8.5.1樣機參數(shù)153
8.5.2實驗結(jié)果154
8.6本章小結(jié)157
參考文獻158
第9章抑制直流變換器共模傳導(dǎo)干擾的共模電壓對消方法159
9.1共模干擾對消方法的并聯(lián)和串聯(lián)實現(xiàn)方式159
9.2共模電壓對消方法在非隔離型變換器中的應(yīng)用161
9.3共模電壓對消方法在隔離型變換器中的應(yīng)用163
9.4共模電壓對消方法在實際應(yīng)用中的考慮167
9.4.1輸入電流的限制167
9.4.2共模電流對主電路的影響168
9.4.3平衡電容168
9.4.4繞組間容性耦合的影響170
9.4.5漏感的影響170
9.5實驗驗證和討論171
9.5.1Buck變換器171
9.5.2半橋LLC諧振變換器174
9.6本章小結(jié)176
參考文獻177
第10章非隔離型變換器輸入和輸出側(cè)的共模電流抑制方法178
10.1考慮輸入和輸出側(cè)共模阻抗的共模傳導(dǎo)干擾模型178
10.2Buck變換器的分裂繞組電路結(jié)構(gòu)180
10.2.1分裂繞組電路結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)180
10.2.2變換器的工作原理181
10.2.3原電路結(jié)構(gòu)與分裂繞組結(jié)構(gòu)的繞組總窗口面積的比較182
10.3考慮繞組實際耦合情形的電路平衡條件184
10.4分裂繞組電路結(jié)構(gòu)在其他非隔離型直流變換器中的應(yīng)用185
10.5實驗驗證和討論187
10.6本章小結(jié)190
參考文獻191
第11章抑制逆變器系統(tǒng)輸入和輸出側(cè)共模電流的共模電壓對消方法192
11.1逆變器系統(tǒng)的共模傳導(dǎo)干擾模型192
11.2輸入和輸出側(cè)共模干擾抑制方法的推導(dǎo)194
11.3共模電壓對消方法在實際應(yīng)用中的考慮197
11.3.1輸入和輸出電流的限制197
11.3.2加入平衡電容197
11.3.3共模變壓器寄生參數(shù)的影響198
11.4共模電壓對消方法與現(xiàn)有共模干擾對消方法的對比200
11.5實驗驗證和討論202
11.5.1共模電壓采樣電路與補償電壓注入電路的測試204
11.5.2共模電流抑制效果的實驗驗證205
11.6本章小結(jié)208
參考文獻208