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第1章 概述 1

1.1引言 1

1.2背景 2

1.3功率开关和功率变换器的历史 3

1.4电力电子变换器的应用 5

1.5小结 8

参考文献 8

第2章 功率开关与基本功率变换器概况 9

2.1引言 9

2.2理想开关用电力电子器件 9

2.2.1静态特性 10

2.2.2动态特性 11

2.3主要具体的功率半导体器件 13

2.3.1自发传导/自发阻断 14

2.3.2可控传导/自发阻断器件 15

2.3.3可控传导/可控阻断器件 16

2.3.4自发传导/可控阻断器件 19

2.3.5主要的功率开关发明者列表 20

2.4基本变换器 21

2.4.1 dc-dc变换 24

2.4.2 dc-ac变换 28

2.4.3 ac-dc变换 36

2.4.4 ac-ac变换 42

2.5小结 45

参考文献 45

第3章 适用于交流电压的电力电子变换器和功率模块几何结构 49

3.1引言 49

3.2功率模块几何结构基础 50

3.3功率模块说明 54

3.4多电平结构中PBG的应用 57

3.4.1中点箝位结构 58

3.4.2级联结构 61

3.4.3飞跨电容结构 64

3.4.4其他多电平结构 68

3.5 ac-dc-ac结构中PBG的应用 70

3.5.1三相-三相结构 71

3.5.2单相-单相结构 73

3.6小结 75

参考文献 75

第4章 中点箝位结构 77

4.1引言 77

4.2三电平结构 77

4.3 PWM方案（半桥拓扑结构） 81

4.4全桥拓扑结构 84

4.5三相NPC变换器 86

4.6采用三电平桥臂的非常规结构 89

4.7非平衡电容电压 95

4.8四电平结构 97

4.9 PWM方案（四电平结构） 100

4.10全桥和其他电路（四电平结构） 104

4.11五电平结构 106

4.12小结 110

参考文献 110

第5章 级联结构 111

5.1引言 111

5.2单H桥变换器 111

5.3单H桥变换器的PWM方案 114

5.4三相变换器——每相单H桥变换器 123

5.5双H桥变换器 127

5.6两级联H桥变换器的PWM方案 129

5.7三相变换器——每相两级联H桥结构 133

5.8双H桥变换器（七电平与九电平拓扑结构） 144

5.9三H桥变换器 145

5.10三H桥变换器及推广 150

5.11小结 151

参考文献 151

第6章 飞跨电容结构 153

6.1引言 153

6.2三电平结构 153

6.3 PMW方案（半桥拓扑结构） 157

6.4飞跨电容电压控制 159

6.5全桥拓扑结构 162

6.6三相飞跨电容变换器 164

6.7具有三电平桥臂的非常规FC变换器 166

6.8四电平结构 169

6.9通用结构 176

6.10小结 176

参考文献 177

第7章 其他多电平结构 178

7.1引言 178

7.2嵌套结构 178

7.3输出端带磁性元件的拓扑结构 183

7.4有源中点箝位变换器 189

7.5更多的多电平变换器 191

7.6小结 195

参考文献 196

第8章 最佳的脉冲宽度调制方法 197

8.1引言 197

8.2双桥臂变换器 198

8.2.1模型 198

8.2.2 PWM的实现 199

8.2.3模拟和数字实现 203

8.2.4 u对PWM实现方案的影响 205

8.3三桥臂变换器和三相负载 207

8.3.1模型 207

8.3.2 PWM实现方案 209

8.3.3模拟和数字的实现 210

8.3.4三桥臂变换器中μ对PWM实现方案的影响 210

8.3.5逆变器变量中三相电动机互连的影响 212

8.4空间矢量调制（SVPWM） 216

8.5带CPWM的其他结构 221

8.5.1三桥臂变换器——两相电动机 221

8.5.2四桥臂变换器 222

8.6带CPWM的非常规拓扑结构 224

8.6.1带中间抽头耦合电感的逆变器 224

8.6.2 Z源变换器 226

8.6.3开放式绕组电动机驱动系统 230

8.7小结 232

参考文献 233

第9章 电力电子变换器的控制策略 235

9.1引言 235

9.2基本控制原理 235

9.3滞环控制 241

9.3.1直流电动机驱动滞环控制的应用 244

9.3.2调制交流变频的滞环控制 247

9.4线性控制——直流变量 249

9.4.1比例控制器：RL负载 249

9.4.2比例控制器：直流电动机驱动系统 249

9.4.3比例-积分控制器：RL负载 252

9.4.4比例-积分控制器：直流电动机 254

9.4.5比例-积分-微分控制器：直流电动机 255

9.5线性控制——交流变量 256

9.6级联控制策略 257

9.6.1整流电路：电压-电流控制 257

9.6.2电动机驱动：转速-电流控制 258

9.7小结 261

参考文献 261

第10章 单相-单相背靠背变换器 263

10.1引言 263

10.2全桥变换器 263

10.2.1模型 263

10.2.2 PWM策略 265

10.2.3控制方法 266

10.2.4功率分析 267

10.2.5直流侧电容电压 268

10.2.6电容器组设计 271

10.3器件数量减少的拓扑结构 273

10.3.1模型 273

10.3.2 PWM策略 274

10.3.3直流侧电压要求 275

10.3.4半桥变换器 275

10.4增加开关数量的拓扑结构（变换器并联） 276

10.4.1模型 277

10.4.2 PWM策略 280

10.4.3控制策略 282

10.5增加开关数量的拓扑结构（变换器串联） 283

10.6小结 286

参考文献 286

第11章 三相-三相及其他背靠背变换器 289

11.1引言 289

11.2全桥变换器 289

11.2.1模型 289

11.2.2脉宽调制策略 291

11.2.3控制方法 292

11.3器件数量减少的拓扑结构 294

11.3.1模型 294

11.3.2 PWM策略 295

11.3.3直流侧电压需求 296

11.3.4半桥变换器 296

11.4增加开关数量的拓扑结构（变换器并联） 297

11.4.1模型 297

11.4.2 PWM策略 302

11.4.3控制策略 302

11.5增加开关数量的拓扑结构（变换器串联） 303

11.6其他背靠背变换器 304

11.7小结 307

参考文献 307