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第1篇 概论 1

1 电力电子的涵义和任务 3

2 电力电子的发展与展望 3

3 电力电子的主要应用及其重要性 4

3.1 可再生能源发电 4

3.2 分布式发电 4

3.3 电能质量控制 5

3.4 电力牵引和电机驱动 5

3.5 现代国防和前沿科学研究 5

4 电力电子技术目前在我国的发展、应用现状和存在的问题 5

参考文献 7

第2篇 电力电子器件 9

第1章 概述 11

1 电力电子器件发展过程 11

2 电力电子器件的几个重要概念 11

3 电力电子器件的种类 12

4 电力电子器件的应用领域 13

5 电力电子器件与节能 13

6 电力电子器件与微电子器件 14

第2章 双极型电力电子器件 15

1 基础概念 15

1.1 电力半导体分立器件外形 15

1.2 电热参数的管壳额定概念 15

1.3 特性曲线 17

1.4 器件参数间的相互关系 18

2 普通整流管 19

2.1 器件结构和基本特性 19

2.2 额定值与特性值 20

2.3 电热特性计算公式 20

2.4 电流额定 21

2.5 应用导则 21

3 快速软恢复二极管 22

3.1 器件特点 22

3.2 反向恢复过程 22

3.3 应用导则 22

4 电力晶体管 22

4.1 器件结构和基本特性 22

4.2 额定值与特性值 24

4.3 应用导则 24

5 绝缘栅双极晶体管 25

5.1 器件结构和基本特性 25

5.2 额定值与特性值 27

5.3 应用导则 27

6 普通晶闸管 28

6.1 器件结构和基本特性 28

6.2 额定值与特性值 29

6.3 应用导则 30

7 快速晶闸管 31

7.1 器件特点 31

7.2 开关过程 31

7.3 应用导则 31

8 双向晶闸管 31

8.1 器件结构和基本特性 31

8.2 额定值与特性值 32

8.3 应用导则 32

9 逆导晶闸管 32

9.1 器件结构和基本特性 32

9.2 额定值与特性值 33

9.3 应用导则 33

10 光控晶闸管 33

10.1 器件结构和基本特征 33

10.2 额定值与特性值 33

10.3 应用导则 34

11 门极可关断晶闸管 34

11.1 器件结构和基本特性 34

11.2 额定值与特性值 36

11.3 应用导则 36

12 集成门极换向晶闸管 37

12.1 器件结构和基本特性 37

12.2 额定值与特性值 37

12.3 应用导则 38

第3章 场控型电力电子器件 39

1 功率MOSFET 39

1.1 功率MOSFET的结构 39

1.2 功率MOSFET的工作特性 40

1.3 功率MOSFET安全工作区 43

1.4 MOSFET栅极驱动 44

1.5 功率MOSFET可靠性 44

1.6 功率MOSFET并联应用 45

2 绝缘栅双极型晶体管IGBT 45

2.1 IGBT结构和工作原理 46

2.2 IGBT的工作特性 46

2.3 NPT型IGBT特性 49

2.4 IGBT的擎住效应和安全工作区 50

2.5 IGBT栅极驱动 50

2.6 IGBT功率模块 51

第4章 电力电子专用控制集成电路、微控制器和系统芯片（SOC） 53

1 电力电子器件驱动与保护集成电路 53

1.1 晶闸管的触发和保护电路 53

1.2 可关断晶体管（GTO）的门极控制和过电流保护电路 54

1.3 电力晶体管（GTR）的驱动和保护电路 54

1.4 功率场效应晶体管（Power MOSFET）的驱动和保护电路 55

1.5 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的门极驱动和保护电路 55

2 脉宽调制PWM控制集成电路 55

2.1 PWM控制集成电路的基本组成和控制原理 55

2.2 典型PWM控制集成电路 56

3 脉频控制PFM控制集成电路 59

3.1 集成PFM控制器的控制原理 59

3.2 典型PFM控制集成电路 60

4 功率因数校正PFC控制集成电路 61

4.1 功率因数校正控制集成电路的原理、功能和构成 61

4.2 用于预调节的PFC控制器 61

4.3 PFC-PWM复合控制器 62

5 电源与电源管理集成电路 62

5.1 线性调整电源芯片 62

5.2 电源电压监测与控制芯片 63

5.3 电源输出控制管理芯片 64

5.4 基准源集成电路 65

5.5 电池充电和管理集成电路 67

5.6 热插拔控制集成电路与功率开关 69

5.7 照明与显示控制集成电路 71

6 新型电力电子集成芯片的发展与展望 74

6.1 智能化功率集成电路 74

6.2 典型电源类SOC集成电路 74

第5章 电力电子模块 76

1 模块发展现状 76

2 典型集成模块封装工艺 78

2.1 封装流程 78

2.2 封装结构 79

3 基板技术 79

3.1 金属绝缘基板 79

3.2 陶瓷基板 80

4 互连技术 81

4.1 引线键合互连工艺 81

4.2 双面焊接互连工艺 82

4.3 沉积金属化工艺 83

4.4 压接互连工艺 84

5 封接技术 87

6 模块热电设计 87

6.1 热管理设计 87

6.2 电磁设计 88

第6章 多芯片封装 90

1 MCM技术的特点和分类 90

2 MCM-C技术 91

2.1 厚膜混合工艺（Multilayer Thick Film） 91

2.2 高温共烧工艺（High Temperature Cofired MCM-C） 91

2.3 低温共烧工艺（Low Temperature Cofired MCM-C） 92

2.4 MCM-C的发展 92

3 MCM-D技术 92

3.1 MCM-D工艺材料 92

3.2 MCM-D工艺过程 94

3.3 MCM-D工艺的应用 96

4 MCM-L技术 97

4.1 MCM-L定义和特点 97

4.2 MCM-L工艺过程 97

4.3 MCM-L材料 98

5 MCM互连技术 99

5.1 芯片和基板的粘合 100

5.2 芯片互连技术 101

6 多芯片模块封装考虑因素 105

6.1 封装效率 105

6.2 机械设计考虑 106

6.3 电性能设计考虑 106

6.4 热设计考虑 107

6.5 封装环境考虑 107

第7章 宽禁带半导体电力电子器件 108

1 电力电子器件的材料优选 108

1.1 低频功率MOS的材料优选因子 108

1.2 高频功率MOS的材料优选因子 110

1.3 适合于电力电子器件的其他材料优选因子 110

2 碳化硅电力电子器件 111

2.1 研发进展概述 111

2.2 碳化硅肖特基势垒二极管（SBD） 112

2.3 碳化硅场效应器件 112

2.4 碳化硅IGBT 114

2.5 碳化硅双极型器件 114

2.6 碳化硅功率模块 116

3 其他宽禁带半导体电力电子器件 116

4 问题与展望 117

第8章 电力电子技术的相关电子器件 118

1 太阳电池 118

1.1 太阳能常识 118

1.2 太阳电池原理 119

1.3 太阳电池的特征参数 120

1.4 太阳电池的效率 120

1.5 太阳电池的分类 121

1.6 太阳电池的基本制造工艺 121

1.7 光伏系统 121

1.8 光伏技术的现状与前景 122

2 高亮度LED 123

2.1 LED原理 123

2.2 LED的发光效率 124

2.3 LED的电源及其控制电路 124

2.4 产业概况 125

3 半导体热电效应器件 125

3.1 塞贝克效应与温差发电器件 125

3.2 珀耳帖效应与半导体制冷 126

4 电力电子技术中的敏感元器件 126

4.1 霍尔效应与霍尔电流传感器 127

4.2 磁阻效应与磁敏电阻 127

4.3 压敏电阻与过电压保护 128

第9章 电力电子器件发展趋势 129

1 新的电力电子器件结构 129

1.1 采用超级结技术的功率MOSFET—COOLMOS 129

1.2 采用新结构和新工艺的IGBTs-NPT，FSNPT，沟槽型IGBTs，IEGT 130

2 宽带隙半导体材料和器件 131

2.1 碳化硅材料 131

2.2 SiC功率二极管 132

2.3 SiC功率开关器件 133

3 功率集成芯片和集成模块 134

3.1 智能功率管理集成电路和PSOC 134

3.2 功率集成模块 134

参考文献 139

第3篇 电力电子器件应用基础 143

第1章 概述 145

第2章 电力电子器件门极驱动技术 146

1 晶闸管的门极触发特性 146

1.1 晶闸管的门极伏安特性 146

1.2 晶闸管的门极触发要求 146

2 晶闸管的门极触发电路 146

2.1 晶闸管触发脉冲的参数 146

2.2 晶闸管触发电路 147

3 门极可关断晶闸管驱动电路 150

3.1 GTO的门极驱动要求 150

3.2 GTO的门极驱动电路 150

4 MOSFET和IGBT的门极特性 152

4.1 MOSFET和IGBT的门极电气参数 152

4.2 MOSFET和IGBT门极驱动的要求 153

5 MOSFET和IGBT分立元件驱动电路 154

5.1 推挽图腾结构射极跟随驱动电路 154

5.2 光电耦合器隔离的分立元件驱动电路 154

5.3 脉冲变压器隔离耦合的分立元件驱动电路 154

6 MOSFET和IGBT集成式驱动电路 154

6.1 图腾推挽驱动器 155

6.2 光耦隔离的驱动集成电路 155

6.3 带过电流保护的驱动集成电路 156

6.4 浮地驱动集成电路 158

第3章 电力电子器件保护技术 159

1 常见故障类型及保护方法 159

2 过电流保护 159

2.1 过电流原因与分类 159

2.2 过电流检测 159

2.3 过电流保护电路 159

3 过电压保护 159

4 电流、电压的动态上升率抑制 160

4.1 di/dt抑制电路 160

4.2 du/dt抑制电路 160

5 过热保护 160

第4章 缓冲与吸收技术 161

1 缓冲／吸收电路 161

1.1 吸收电路的基本原理 161

1.2 吸收电路的参数设计 162

1.3 钳位电路 164

2 缓冲／吸收技术应用 164

2.1 单端变流器吸收电路 164

2.2 桥式电路吸收与钳位电路 165

第5章 电力电子器件串并联技术 166

1 电力电子器件串联 166

1.1 串联器件电压分配 166

1.2 串联器件的静态均压 166

1.3 串联器件的动态均压 166

1.4 晶闸管串联应用 167

1.5 IGBT串联应用 168

2 电力电子器件并联 169

2.1 并联器件电流分配 169

2.2 并联器件均流 169

2.3 MOSFET和IGBT并联应用 170

第6章 电力电子器件散热技术 172

1 基本概念 172

1.1 器件发热 172

1.2 器件散热 172

2 散热方式 174

2.1 自然空气对流冷却 174

2.2 强迫空气冷却 174

2.3 循环水冷却 174

2.4 流水冷却 175

2.5 循环油冷却 175

2.6 油浸自冷却 175

2.7 沸腾冷却 175

3 器件工作损耗及结温计算 175

3.1 器件损耗功率计算 175

3.2 器件结温计算 176

4 散热器的选配 178

4.1 散热器的选配方法 178

4.2 散热器安装原则 178

4.3 散热器的机械尺寸和互换性 178

4.4 散热器绝缘件和紧固件 178

4.5 电力电子器件常用散热器 179

参考文献 188

第4篇 基本电力电子电路 189

第1章 概述 191

第2章 直—直变换电路 192

1 直流降压变换电路（Buck电路） 192

1.1 基本电路 192

1.2 电感电流连续导通模式（CCM） 192

1.3 电感电流断续导通模式（DCM） 192

2 直流升压式变换电路（Boost电路） 192

2.1 基本电路 192

2.2 电感电流连续导通模式（CCM） 193

2.3 电感电流断续导通模式（DCM） 193

3 升降压式变换电路（Buck-Boost电路和Cuk电路） 193

3.1 Buck-Boost电路 193

3.2 Cuk电路 194

4 升降压式变换电路（Sepic电路和Zeta电路） 195

4.1 Sepic电路 195

4.2 Zeta电路 195

5 双向直—直变换电路 195

6 隔离型直—直变换电路中的变压器及其等效电路 195

7 正激式变流器 196

7.1 单管正激式变流器 196

7.2 双管正激式变流器 196

8 推挽隔离Buck变流器 197

9 反激式变流器 197

10 全桥和半桥隔离Buck变流器 198

第3章 整流电路 199

1 不控整流电路 199

1.1 单相半波不控整流电路 199

1.2 单相全波不控整流电路 200

1.3 单相全桥不控整流电路 200

1.4 三相桥式不控整流电路 202

2 相控式整流电路 202

2.1 单相半波相控式整流电路 202

2.2 单相全波相控式整流电路 203

2.3 单相桥式相控式整流电路 203

2.4 三相相控式整流电路 203

2.5 12脉整流电路 205

3 PWM整流电路 205

3.1 单相单管PWM整流电路 205

3.2 单相桥式PWM整流电路 205

3.3 三相桥式PWv整流电路 206

第4章 直—交逆变电路 208

1 基本拓扑 208

1.1 单端（single-ended）逆变 208

1.2 推挽（push-pull）逆变 208

1.3 桥式（bridge type）逆变 208

2 方波逆变 209

2.1 单相方波逆变 209

2.2 三相方波逆变 210

3 SPWM逆变 212

3.1 单相SPWM原理与性能 212

3.2 三相SPWM原理与性能 215

3.3 改进、变形的SPWM方式 217

4 多重化逆变 218

5 逆变输出滤波器设计 219

第5章 交—交变换电路 221

1 交流调压电路 221

1.1 单相与三相相控调压 221

1.2 单相与三相斩波控制调压 222

2 相控交—交变频 223

3 矩阵变流器 224

3.1 矩阵变流器的基本拓扑与工作原理 224

3.2 矩阵变流器的控制方法 225

参考文献 227

第5篇 电力电子控制技术 229

第1章 概述 231

1 电力电子控制的内容 231

1.1 控制器的分析与校正 231

1.2 控制器的实现 231

2 电力电子变换装置的控制目标 231

2.1 稳态指标 231

2.2 动态指标 232

3 电力电子控制的设计过程 232

3.1 开环控制系统设计 232

3.2 闭环控制系统设计 232

4 电力电子控制的发展趋势 232

第2章 脉冲宽度调制（PWM）策略 233

1 PWM调制的评价指标与分析方法 233

2 单相电压型逆变器的两电平PWM调制策略 234

2.1 自然采样 234

2.2 规则采样 236

2.3 直接PWM 238

3 单相电压型逆变器的三电平PWM调制策略 239

4 三相电压型逆变器的PWM调制策略 240

5 空间矢量脉冲宽度调制 242

5.1 空间矢量调制的定义 242

5.2 空间矢量调制的调制波和零矢量的处理 244

5.3 空间矢量调制的谐波电流 247

5.4 优化空间矢量调制 248

6 其他SPWM 249

6.1 谐波消除PWM 249

6.2 最优PWM 250

6.3 随机PWM 250

7 闭环PWM调制 250

第3章 基于线性反馈理论的控制器设计 252

1 基于经典控制理论的设计 252

1.1 频率域的校正 252

1.2 根轨迹校正 255

2 基于状态空间理论的设计 256

2.1 状态反馈控制器设计 256

2.2 状态观测器设计 257

2.3 状态反馈控制的改进 257

3 重复控制 258

3.1 重复控制算法 259

3.2 重复控制的改进 260

4 无差拍控制 260

第4章 滑模变结构理论在电力电子控制中的应用 262

1 变结构控制系统 262

1.1 问题的引出 262

1.2 变结构系统 262

1.3 变结构控制系统品质的概念 263

1.4 变结构控制的特点 263

2 变结构控制的若干专门问题 263

2.1 变结构系统的品质 264

2.2 变结构控制的品质控制 264

2.3 抖振及其削弱问题 265

3 变结构控制设计方法 266

3.1 线性系统变结构控制器的设计方法 267

3.2 其他动力学系统 267

4 滑模变结构控制在电力电子中的应用 267

4.1 Buck型直—直变流器的滑模变结构控制 267

4.2 逆变器的滑模变结构控制 270

4.3 交流异步电动机的滑模变结构控制 271

第5章 模糊控制在电力电子控制中的应用 274

1 基本原理与概念 274

1.1 模糊集 274

1.2 模糊系统 275

1.3 模糊控制 278

2 模糊控制在直—直变流器中的应用 279

3 模糊控制在PWM整流器中的应用 281

4 模糊控制在PWM逆变器中的应用 282

第6章 神经网络在电力电子控制中的应用 285

1 引言 285

2 神经元 285

2.1 生物神经元 285

2.2 人工神经元 285

2.3 激励函数 285

3 神经网络 285

3.1 前馈神经网络 286

3.2 径向基函数神经网络 288

3.3 Kohonen自组织特征映射网络 288

3.4 递归神经网络 288

3.5 时滞神经网络 289

4 神经网络设计方法 289

5 神经网络在电力电子控制中的应用 289

5.1 神经网络在直直变流器中的应用 289

5.2 神经网络在直—交逆变器中的应用 291

5.3 神经网络在交—直变流器中的应用 294

5.4 神经网络在电力电子控制中的其他应用 296

6 小结 297

第7章 数字技术在电力电子控制中的应用 298

1 电力电子数字控制概述 298

1.1 电力电子数字控制系统的特点 298

1.2 数字控制器基本类型及其控制芯片 298

2 功率变换电路实时数字控制 299

2.1 电力电子数字控制的硬件基本组成 299

2.2 数字控制系统硬件设计的一般方法 299

2.3 数字控制器常用接口特点 299

2.4 数字控制芯片 300

2.5 各种数字控制器结构 304

2.6 各种数字控制器优、缺点比较 306

3 电力电子系统级数字控制 306

3.1 系统级通信 306

3.2 系统级数字控制 306

4 系统控制的分层及通信 306

4.1 中、大功率电力电子系统 307

4.2 中、大功率电力电子标准模块概要 307

4.3 中、大功率电力电子双重分布式系统 308

4.4 系统控制的分布式特性和分层控制 308

4.5 分布式电力电子系统通信 309

参考文献 313

第6篇 电力电子软开关技术 315

第1章 概述 317

1 硬开关工作描述 317

2 软开关的概念 317

3 软开关技术的分类 318

4 软开关技术的发展 318

第2章 无源软开关技术 320

1 吸收电路 320

1.1 吸收电路的基本原理 320

1.2 吸收电路的参数选择 320

1.3 吸收电路的作用和评价标准 321

1.4 吸收电路的分类 321

2 无源软开关技术 322

2.1 单端无源软开关技术 322

2.2 桥式电路无源软开关技术 323

2.3 一些特殊的无源软开关技术 324

第3章 谐振型软开关技术 325

1 谐振变流器 325

1.1 串联谐振变流器 325

1.2 并联谐振变流器 325

1.3 高阶谐振变流器 325

2 准谐振变流器 325

2.1 零电流开关准谐振变流器 326

2.2 零电压开关准谐振变流器 326

3 准多谐振变流器 326

4 E类谐振变流器 327

5 部分谐振变流器 327

5.1 准方波变流器 327

5.2 非对称半桥变流器 327

6 采用辅助开关的软开关变流器 328

6.1 有源钳位ZVS变流器 328

6.2 ZVT-PWM变流器 328

6.3 谐振极逆变器 329

6.4 谐振直流环节逆变器 329

第4章 控制型软开关技术 330

1 控制型软开关概念 330

1.1 缓冲型软开关的发展历程 330

1.2 控制型软开关概念的形成 330

1.3 控制型软开关的特征 330

2 典型控制型软开关拓扑的分析 331

2.1 控制型软开关的导出 332

2.2 控制型软开关的特例 333

3 控制型软开关实例分析 333

3.1 同步Boost的分析 333

3.2 软开关的参数设计 334

参考文献 336

第7篇 电力电子多电平技术 337

第1章 概述 339

1 多电平变流器的基本概念 339

2 多电平变流技术的应用 339

第2章 直—交多电平逆变器 341

1 直—交多电平逆变器基本电路 341

1.1 二极管钳位型多电平逆变器 341

1.2 飞跨电容型多电平逆变器 342

1.3 级联型多电平变流器 343

1.4 基本单元与基本单元串／并、并／串生成多电平逆变器方法 344

2 DC/AC多电平逆变器混合钳位和组合结构 346

2.1 多电平逆变器通用结构 346

2.2 多电平逆变器混合钳位结构 346

2.3 多电平逆变器组合结构 347

2.4 多电平逆变器混合型级联结构 349

3 多电平逆变器软开关技术 351

3.1 无源低损软开关技术 351

3.2 无源无损软开关技术 352

3.3 有源软开关技术 355

4 多电平逆变器的冗余结构与容错技术 356

4.1 多电平逆变器的容错策略 356

4.2 多电平逆变器的容错实现 356

4.3 基于基本单元的容错技术思想 360

第3章 交—直多电平整流器 365

1 多重化整流电路 365

1.1 三相12脉整流 365

1.2 三相多脉整流和多脉整流变压器的设计 365

1.3 准多脉整流 366

2 单相多电平PFC电路 367

2.1 二极管钳位型PFC电路 367

2.2 飞跨电容型PFC电路 369

3 三相多电平PFC电路 372

3.1 二极管钳位型多电平整流器的工作原理 372

3.2 三电平PWM高频整流器的数学模型 373

3.3 Vienna型PFC电路 376

第4章 直—交三电平变流器 378

1 非隔离型TL变流器 378

1.1 Buck TL变流器 378

1.2 Boost TL变流器 380

1.3 Buck-Boost TL变流器 381

1.4 Cuk TL变流器 383

1.5 Sepic TL变流器 385

1.6 Zeta TL变流器 386

1.7 输入输出共地的TL变流器 387

2 非隔离型TL变流器中分压电容和飞跨电容电压的控制策略 388

2.1 分压电容不均压的原因 388

2.2 分压电容均压的方法 389

2.3 输入输出共地的非隔离TL变流器的飞跨电容电压控制 390

3 软开关PWM半桥TL变流器 390

3.1 基本的半桥TL变流器 390

3.2 零电压开关PWM半桥TL变流器 391

3.3 其他的零电压开关PWM半桥TL变流器 392

3.4 零电压零电流开关PWM半桥TL变流器 394

3.5 其他的零电压零电流开关PWM半桥TL变流器 395

4 零电压开关PWM复合式全桥三电平变流器 396

4.1 电路拓扑与控制策略 396

4.2 ZVS HFB TL变流器的工作原理 397

4.3 ZVS H-FB TL变流器的特点 398

4.4 加钳位二极管的ZVS HFB TL变流器 400

5 零电压开关PWM全桥三电平变流器 400

5.1 电路拓扑和控制策略 400

5.2 右桥臂中续流二极管和飞跨电容的作用 401

5.3 加钳位二极管的ZVS全桥三电平变流器 402

第5章 多电平变流器控制技术 403

1 阶梯波脉宽调制方法 403

1.1 单脉冲调制 403

1.2 阶梯波调制 403

2 选择谐波消除方法 404

2.1 两电平SHEPWM方法 405

2.2 多电平SHEPWM方法 405

3 多电平载波PWM技术 406

3.1 三电平载波PWM控制技术 406

3.2 多电平载波PWM技术 408

4 多电平空间矢量PWM技术 409

4.1 三电平空间矢量PWM控制 409

4.2 多电平空间矢量PWM技术 413

5 其他多电平调制及控制技术 416

5.1 多电平Sigma-delta调制 416

5.2 开关频率优化PWM 417

6 多电平通用SVPWM控制方法 418

6.1 多电平PWM算法的特点及要求 418

6.2 输出非零序和零序分量的作用 419

6.3 ja-jb-jc虚坐标变换及原理 419

6.4 非零序分量的控制 420

6.5 零序分量的控制 421

7 多电平SVPWM和载波PWM的统一 421

7.1 三电平SVPWM的载波调制形式 422

7.2 多电平空间矢量PWM的载波调制形式 422

参考文献 425

第8篇 电源技术 429

第1章 概述 431

1 开关电源 431

2 UPS电源 431

3 工业感应加热电源 431

4 气体放电灯电子镇流器 432

5 直流电源 432

5.1 工业电解电源 432

5.2 工业电镀电源 432

5.3 蓄电池充电电源 432

5.4 直流焊机电源 433

6 交流电源 433

6.1 交流稳压电源 433

6.2 恒压恒频（CVCF）电源 433

6.3 交流调压电源 433

7 其他特种电源 433

7.1 高压电源 433

7.2 高压脉冲电源 434

8 电力系统中的电力电子装置 434

8.1 高压直流输电（HVDC） 434

8.2 电力无功补偿装置 434

8.3 有源电力滤波器（Active Power Filter-APF） 434

8.4 其他灵活交流输电装置 434

8.5 可再生能源发电和分布式发电系统 434

9 电气传动系统中的电动机驱动电源 435

9.1 电力电子技术在直流传动中的应用 435

9.2 电力电子技术在交流传动中的应用 435

第2章 开关电源 437

1 开关电源及其分类 437

2 开关电源的控制 438

2.1 电压型PWM控制技术 438

2.2 电流型PWM控制技术 439

3 软开关技术和功率因数校正技术 441

3.1 开关电源中的软开关技术 441

3.2 功率因数校正技术 441

4 开关电源主电路设计 443

4.1 功率变压器设计 443

4.2 输出滤波电容选择 444

4.3 输出电感器设计 444

5 开关电源设计制造相关技术 445

5.1 缓冲和保护电路设计 445

5.2 散热技术及设计 446

5.3 开关电源电磁兼容（EMC）技术及设计 446

5.4 开关电源并联系统均流技术 447

6 开关电源的应用与发展 448

第3章 UPS电源 450

1 UPS简介 450

2 UPS工作原理 450

2.1 后备式 450

2.2 在线互动式 450

2.3 双变换在线式 450

2.4 双变换电压补偿在线式 451

3 UPS主电路结构 451

3.1 单相双变换在线式UPS的电路结构 451

3.2 三相双变换电压补偿在线式UPS 453

4 UPS电源的控制 454

4.1 单相双变换在线式UPS控制 454

4.2 三相双变换电压补偿在线式UPS的控制 455

5 UPS主电路设计 456

5.1 PFC主电路设计 456

5.2 逆变器主电路设计 456

6 UPS选型、使用和维护 456

6.1 设备的选型与安装 456

6.2 日常维护与管理 457

7 UPS技术的新发展 458

第4章 工业感应加热电源 460

1 感应加热原理和应用 460

2 感应加热负载及其等效电路 461

2.1 感应电动势和感应电流 461

2.2 集肤效应 461

2.3 负载感应线圈等效电路 461

2.4 串联振荡负载电路 462

2.5 并联振荡负载电路 463

3 感应加热电源主电路结构 464

3.1 并联式逆变电路 464

3.2 串联式逆变电路 464

3.3 其他逆变电路结构 465

4 晶闸管并联逆变中频电源 465

4.1 电路结构和工作原理 465

4.2 主电路参数设计 467

4.3 电路控制 467

4.4 晶闸管并联逆变中频电源起动电路 468

4.5 电源的保护 469

5 晶闸管串联逆变中频电源 470

5.1 电路结构和工作原理 470

5.2 电路的控制和保护 471

6 高频感应加热电源 471

6.1 IGBT并联逆变式超音频电源 471

6.2 功率MOSFET串联逆变高频电源 472

7 大功率感应加热电源 473

7.1 感应加热电源的并联运行 473

7.2 负载电容升压电路 474

8 感应加热电源的选型和使用 474

8.1 感应加热电源频率和功率的选择 474

8.2 负载与感应加热电源的连接和阻抗匹配 476

8.3 感应加热电源的使用 476

第5章 气体放电灯电子镇流器 477

1 气体放电灯工作原理及电子镇流器工作特点 477

1.1 荧光灯工作原理 477

1.2 高强度放电灯工作原理 477

1.3 电子镇流器工作特点 477

2 电子镇流器性能指标 478

2.1 起动性能 478

2.2 灯电流的波峰系数 478

2.3 异常工作状态保护 478

2.4 能效性要求 478

2.5 有关安全认证的要求 479

3 电子镇流器基本方案 479

3.1 电子镇流器电路结构 479

3.2 电子镇流器常用逆变电路 479

3.3 简易电子镇流器 480

3.4 含无源滤波的电子镇流器 480

3.5 含APFC的电子镇流器 481

3.6 采用专用集成电路的电子镇流器 482

4 电子镇流器设计 483

4.1 功率因数校正电路设计 483

4.2 镇流器谐振回路设计 483

4.3 阴极预热起动 484

4.4 保护电路 484

4.5 电子镇流器CAD软件BDA 485

5 电子镇流器调光和控制 485

5.1 电子镇流器调光实现方法 485

5.2 模拟调光和数控调光 485

6 高强度放电灯电子镇流器 487

6.1 HID灯对电子镇流器的要求 487

6.2 声谐振解决方法 487

6.3 低频方波电子镇流器拓扑结构 488

6.4 HID灯起动技术 489

7 电子镇流器的新发展 490

7.1 单级电子镇流器 490

7.2 集成化 490

7.3 电子镇流器的调光与控制 490

7.4 高强度气体放电灯电子镇流器的应用 490

7.5 新光源的应用 491

第6章 直流电源 492

1 直流电源简介 492

2 工业用直流电源基本结构 492

2.1 移相整流电源 492

2.2 斩波型直流电源 494

3 工业电解电源 495

3.1 电解电源特点与分类 495

3.2 直流电解电源现况和发展 495

3.3 国内外电解加工直流电源 496

4 电镀电源 497

4.1 电镀电源特点与分类 497

4.2 电镀电源现况和发展 497

4.3 常用直流电镀电源 497

5 蓄电池充电电源 499

5.1 蓄电池应用与充电电源的发展 500

5.2 常用蓄电池充电波形 500

5.3 蓄电池充电方式 500

5.4 常用蓄电池充电电源 503

6 焊机电源 504

6.1 焊机电源定义与分类 504

6.2 弧焊电源 505

6.3 电阻焊机 508

7 其他直流电源 509

7.1 直流操作电源 509

7.2 电弧炉用直流电源 510

第7章 交流电源 511

1 交流稳压电源 511

1.1 交流稳压电源定义和分类 511

1.2 交流稳压电源主要技术指标 511

1.3 参数调整（谐振）型交流稳压电源 512

1.4 自耦（变比）调整型交流稳压电源 513

1.5 大功率补偿型交流稳压电源 514

1.6 开关型交流稳压电源 515

2 恒压恒频电源 515

2.1 定义与分类 515

2.2 波形控制型恒压恒频电源 516

2.3 逆变器型恒压恒频电源 516

3 交流调压电源 516

3.1 交流调压电源定义和分类 516

3.2 相位控制式交流调压电源 517

3.3 斩波控制式交流调压电源 518

3.4 通断控制式交流调压电源 519

4 其他交流电源 519

4.1 交流稳流电源 519

4.2 交流方波电源 520

第8章 高压电源及高压脉冲电源 521

1 高压电源 521

1.1 工频高压电源 521

1.2 高频开关高压电源 525

2 高压脉冲电源 529

2.1 功率脉冲电源 529

2.2 高重复频率高压脉冲电源 530

3 高压电源和高压脉冲电源的几种典型应用 532

3.1 激光电源 532

3.2 环保及空气净化电源 532

3.3 雷达发射机及电真空器件用电源 535

3.4 医疗设备用高压电源 536

参考文献 538

第9篇 电力电子系统中的磁技术 541

第1章 概述 543

1 电力电子装置中的磁性元件 543

2 磁技术在电力电子中的应用与发展 543

2.1 高频化 543

2.2 平面化 543

2.3 集成化 544

2.4 阵列化 544

2.5 混合化 544

第2章 磁的基本概念和基本定律 545

1 磁场的基本概念与基本定律 545

1.1 磁场的基本概念 545

1.2 电磁场基本定律 545

1.3 电感 545

1.4 磁场能量 546

2 磁路的基本概念和基本定律 546

2.1 磁路的概念与基本参数 546

2.2 磁路的基本定律 547

3 带气隙磁心的气隙磁导计算 549

3.1 气隙长度相对于磁心端面尺寸很小时的气隙磁导计算 549

3.2 气隙长度相对于磁心端面尺寸较大时的气隙磁导计算 549

4 变压器和高频电感器的等效电路模型 551

4.1 变压器的等效电路模型 551

4.2 高频电感器的等效电路模型 552

5 磁性元件的损耗 552

5.1 磁心损耗 552

5.2 绕组损耗 554

第3章 磁性元件的磁心材料 558

1 磁性材料的特性曲线及参数 558

1.1 磁化曲线和磁滞回线 558

1.2 磁化曲线和磁滞回线的参数 558

1.3 其他参数 559

2 软磁铁氧体磁性材料 560

2.1 软磁铁氧体材料的化学组成 560

2.2 软磁铁氧体材料的磁性能 561

2.3 软磁铁氧体的磁心型号 562

3 金属粉末状磁性材料 564

3.1 铁粉芯 564

3.2 铁硅铝粉芯 565

3.3 高通磁粉芯 565

3.4 坡莫合金粉芯 565

3.5 各种磁粉芯的性能比较 565

4 金属片（带）状磁性材料 565

4.1 硅钢 565

4.2 坡莫合金 566

4.3 超坡莫合金 566

4.4 非晶合金 567

4.5 超微晶合金 569

5 各种磁性材料的性能对比及选用 569

第4章 磁性元件的绕组 571

1 磁性元件绕组的骨架 571

2 磁性元件绕组的导电体 571

2.1 漆包圆线的规格 571

2.2 我国线规与美国和英国线规的对照 572

3 磁性元件的绝缘和绝缘材料 573

3.1 磁性元件的绝缘系统 573

3.2 磁性元件的绝缘材料 574

3.3 整个绕组的绝缘设计 575

第5章 磁性元件的等效电路模型 576

1 变压器—电感等效电路模型 576

1.1 对偶变换建模方法 576

1.2 几种常用磁件的等效电路模型 576

1.3 磁件等效电路通用模型 577

2 回转器—电容等效电路模型 578

2.1 磁导—电容类比建模方法 578

2.2 几种常用磁件的等效电路模型 579

3 两种建模方法对比 579

第6章 开关电源中常用磁性元件的设计 580

1 磁性元件的三种工作状态 580

1.1 第一种工作状态 580

1.2 第二种工作状态 580

1.3 第三种工作状态 581

2 高频变压器的设计 581

2.1 确定磁心型号及尺寸 582

2.2 绕组计算 582

2.3 磁心窗口校核 583

2.4 损耗与温升计算 583

2.5 漏感和分布电容的影响 583

3 直流输出滤波电感的设计 584

3.1 设计直流输出滤波电感的限制条件 584

3.2 磁心几何常数Kg的限制 585

3.3 直流输出滤波电感的设计步骤 585

4 交流输出滤波电感的设计 585

4.1 输出滤波电感量L的确定 585

4.2 磁心尺寸的确定 586

4.3 绕组匝数N1及线径的计算 586

4.4 设计校核 586

4.5 损耗与温升计算 586

5 PFC电感器的设计 587

5.1 有源PFC电路的基本原理及PFC电感的电流波形 587

5.2 PFC电感的设计 587

6 EMI滤波器的设计 589

6.1 开关电源EMI滤波器的设计步骤 589

6.2 开关电源EMI滤波器的设计流程 590

第7章 磁放大器及尖峰抑制器的设计 591

1 磁放大器的设计 591

1.1 磁放大器的基本原理 591

1.2 设计要点 591

1.3 设计实例 592

2 尖峰抑制器的设计 592

2.1 尖峰抑制器的基本原理 592

2.2 设计要点 593

2.3 设计实例 593

第8章 平面磁性元件的应用与设计 595

1 高频平面PCB变压器 595

1.1 平面PCB变压器的结构 595

1.2 平面PCB变压器的设计 596

1.3 平面PCB变压器的设计举例 596

2 薄膜型平面磁件 597

2.1 薄膜的制备方法 597

2.2 薄膜电感器 597

2.3 薄膜变压器 599

3 平面磁件的磁心 599

4 平面磁件的绕组 599

4.1 平面绕组的实现方法 599

4.2 平面绕组的设计要点 600

第9章 集成磁性元件的应用与设计 603

1 集成磁性元件的应用简介 603

2 集成磁性元件的应用过程与设计要点 603

3 可削减直流偏磁集成磁件在DC/DC变流器中的应用 604

3.1 可削减直流偏磁集成磁件在交错并联型Buck变流器中的应用 604

3.2 交错并联型可削减直流偏磁集成磁件的原理分析 604

3.3 设计举例 605

4 三相大功率UPS中输出变压器和电抗器的磁集成 606

5 平面磁集成EMI滤波器的设计 606

5.1 EMI电源滤波器的平面磁集成结构 606

5.2 提高磁集成EMI电源滤波器高频性能的方法 607

5.3 磁集成EMI滤波器的设计 609

6 倍流整流电路中的集成磁件设计 610

6.1 IM-CDR电路的改进与完善 610

6.2 改进型IM-CDR电路的分析 611

6.3 改进型IM的设计依据 612

6.4 设计实例 612

7 磁集成正反激变流器的设计 612

7.1 磁集成正反激变流器 613

7.2 IM变流器的推导 613

7.3 IM变流器的磁路分析 613

7.4 IM变流器的基本关系 614

7.5 磁件设计依据 614

7.6 磁件设计实例 614

8 磁集成正激有源箝位变流器的设计 616

8.1 IM-ACF变流器工作原理 616

8.2 设计实例 618

第10章 磁性元件的电磁场有限元仿真方法 620

1 磁性元件静磁场有限元仿真方法 620

1.1 二维静磁场有限元仿真方法 620

1.2 三维静磁场有限元仿真方法 621

2 磁性元件涡流场有限元仿真方法 621

2.1 二维涡流场有限元仿真方法 622

2.2 三维涡流场有限元仿真方法 623

3 磁性元件瞬态场有限元仿真方法 623

3.1 二维瞬态场有限元仿真方法 623

3.2 三维瞬态场有限元仿真方法 624

第11章 回转器—电容磁件电路仿真模型 625

1 磁件仿真建模的必要性和建模方法 625

1.1 磁件的数学模型 625

1.2 电路仿真软件提供的磁件仿真模型 625

1.3 磁件仿真建模方法 626

2 回转器—电容磁件仿真模型的建立 626

2.1 回转器—电容仿真模型的基本组成 626

2.2 磁心的模拟思路 626

2.3 磁心基本磁化曲线的模拟 627

2.4 磁心磁滞回线的模拟 628

2.5 漏感的模拟 631

3 回转器—电容仿真模型应用实例——磁放大器的仿真 631

3.1 回转器—电容模型参数确定 631

3.2 系统仿真结果 632

第12章 磁性元件的制作与测试 635

1 磁性元件的制作 635

1.1 磁性元件制作概述 635

1.2 磁性元件制作工艺 635

2 磁性元件参数的测试 636

2.1 电感量和漏感量的测试 636

2.2 绝缘电阻和抗电强度的测试 637

2.3 变压器同名端的测试 637

2.4 温升测试 637

2.5 动态磁滞回线的测量 637

参考文献 639

第10篇 电力电子技术在电力传动中的应用 641

第1章 概述 643

1 电力传动概念 643

1.1 电动机 643

1.2 电源装置 645

1.3 控制系统 645

1.4 电力电子与电力传动 645

2 电力传动的发展 646

2.1 电力传动的发展过程 646

2.2 电力传动的发展趋势 647

3 电力传动中的电力电子技术 648

3.1 典型生产机械中的电力传动方案 648

3.2 电力传动中的主要变流技术 649

3.3 电力传动用变流装置中的共性问题 653

第2章 电力电子技术在直流传动中的应用 656

1 直流调速传动概述 656

1.1 直流电动机调速原理 656

1.2 可控直流电源类型 657

2 可控整流器供电直流调速系统 659

2.1 系统构成 659

2.2 系统设计 660

3 直流脉宽调制（PWM）调速系统 664

3.1 不可逆调速系统 664

3.2 可逆调速系统 665

第3章 电力电子技术在交流传动中的应用 667

1 交流调速传动概述 667

1.1 同步电动机 667

1.2 异步电动机 667

2 异步电动机调速控制 667

2.1 变频调速 667

2.2 调压调速 682

2.3 绕线转子异步电动机的调速控制 684

3 同步电动机调速控制 686

3.1 他控式变频调速系统 687

3.2 自控式变频调速系统 687

4 开关磁阻电动机调速控制 690

4.1 开关磁阻电动机原理与特性 690

4.2 开关磁阻电动机运行控制 691

4.3 开关磁阻电动机的功率变流器 691

第4章 电力传动变流装置的电力谐波 693

1 电力传动变流装置的电力谐波 693

1.1 电网对装置电力谐波及无功的要求 693

1.2 电力传动变流装置的谐波分析 693

2 电力传动系统的谐波抑制 695

2.1 增加变流器的脉动波数 696

2.2 增设高次谐波滤波器 696

2.3 采用PWM整流方式 696

2.4 采用矩阵式变流器 697

参考文献 698

第11篇 电力系统中的电力电子装置 699

第1章 概述 701

1 现代电力系统的特点 701

2 传统电力系统的局限和存在的问题 701

2.1 传统的机械式控制方法的局限性 701

2.2 互联电网有利有弊 701

3 电力系统安全、稳定性问题 702

4 电力系统的电力质量问题 702

第2章 输电系统中的电力电子技术 704

1 FACTS概念、类型与原理 704

1.1 输电系统中的电力电子快速控制 704

1.2 柔性交流输电系统（FACTS） 705

1.3 FACTS控制器类型 705

1.4 FACTS控制器的通用原理 706

2 可控串联补偿与晶闸管控制串联补偿TCSC 706

2.1 输电线路串联补偿 706

2.2 可控串联补偿和TCSC 707

2.3 TCSC装置的设计 707

2.4 TCSC应用工程介绍 710

3 变换型FACTS技术 711

3.1 静态同步补偿器STATCOM 711

3.2 静态串联同步补偿器SSSC 719

4 统一潮流控制器UPFC 722

4.1 UPFC运行原理 722

4.2 UPFC主电路结构 723

4.3 UPFC的控制 723

4.4 UPFC潮流控制与系统阻尼作用 724

4.5 UPFC的工程实践 724

第3章 配电系统中的电力电子技术 726

1 配电网电能质量 726

1.1 电能质量标准 726

1.2 电力电子功率电路谐波分析 727

1.3 电能质量控制技术背景 730

1.4 有源电能质量控制技术 732

2 电流质量有源控制 735

2.1 有源滤波技术（APF） 735

2.2 其他有源电能质量控制器 741

3 电压质量有源控制技术 743

3.1 电压质量问题及分类 743

3.2 动态电压恢复器（DVR） 744

4 综合电能质量有源控制技术UPQC 745

4.1 UPQC结构原理 745

4.2 模型实验 746

第4章 直流输电（HVDC）技术 748

1 直流输电简介 748

1.1 直流输电发展简史 748

1.2 交直流输电比较 748

1.3 直流输电的主要应用场合 749

2 直流输电系统的构成 749

2.1 直流输电基本概念 749

2.2 两端直流输电系统 750

2.3 多端直流输电系统 751

3 直流输电换流技术与运行特性 751

3.1 单桥整流器 751

3.2 单桥逆变器 753

3.3 双桥换流器 754

3.4 换流器谐波特性及抑制措施 754

3.5 换流器功率因数及无功补偿 756

4 直流输电控制原理和控制特性 757

4.1 直流输电系统的基本控制原理 757

4.2 直流输电系统的基本控制特性 757

4.3 直流输电系统的高级控制功能 758

5 直流输电系统的故障与保护 758

5.1 直流输电系统故障 758

5.2 直流输电系统的保护 759

6 直流输电系统的主要设备 760

6.1 直流输电线路 760

6.2 换流站及其设备 762

7 直流输电系统的过电压防护与绝缘配合 765

7.1 直流输电系统中的过电压 765

7.2 过电压防护措施 765

7.3 换流站的绝缘配合 766

8 轻型直流输电系统简介 766

8.1 轻型直流输电系统的特点 766

8.2 轻型直流输电的主要应用场合 767

第5章 电力系统固态短路限流器 768

1 电力系统的短路故障及其危害 768

2 限流技术及短路限流器的发展 768

2.1 常规短路限流技术及其存在的问题 768

2.2 现代限流技术及其发展概况 769

3 新型固态短路限流器（SSFCL）的结构及其工作原理 772

3.1 直流固态短路限流器 772

3.2 基于半控型电力电子器件的单相交流固态短路限流器 773

3.3 基于全控型电力电子器件的单相交流固态短路限流器 774

3.4 三相桥式固态限流器 776

3.5 带耦合变压器的交流固态短路限流器 777

3.6 带旁路电感的变压器耦合桥式固态限流器 777

4 固态短路限流器在电力系统中的应用 778

4.1 固态限流器在电网中的安装位置 778

4.2 固态限流器对电力系统的作用与影响 780

第6章 分布式发电与可再生能源 784

1 分布式发电与可再生能源利用 784

1.1 分布式发电的特点 784

1.2 分布式发电系统的类型 785

2 可再生能源发电 785

2.1 风力发电 785

2.2 太阳能发电 791

2.3 其他发电系统 794

3 分布式发电组网 795

3.1 混合／互补DG系统 795

3.2 微电网技术 795

第7章 电力系统中电力电子技术应用展望 798

1 在电网安全、稳定性控制中扮演重要角色 798

2 在新型输配电与分布式发电中发挥重要作用 798

3 现代电力系统节能与储能 799

参考文献 800

第12篇 电力电子电路／系统建模及计算机仿真 803

第1章 概述 805

1 电力电子器件模型及电路仿真 805

2 电力电子系统的模型 805

3 电力电子系统电磁干扰仿真模型 806

第2章 电力电子器件建模及电路仿真 807

1 电力电子器件基本特性 807

1.1 功率二极管 807

1.2 功率场效应晶体管 807

1.3 门极可关断晶闸管 808

1.4 绝缘栅双极晶体管 808

1.5 集成门极换流可关断晶闸管 809

2 电力电子器件的物理模型 809

2.1 功率二极管 809

2.2 绝缘栅双极晶体管IGBT 810

2.3 集成门极换流晶闸管IGCT 812

3 电力电子器件的宏观模型 813

3.1 功率二极管 813

3.2 功率场效应晶体管MOSFET 813

3.3 门极可关断晶闸管GTO 814

3.4 绝缘栅双极晶体管IGBT 815

4 电力电子器件的组合模型 815

4.1 GTO组合模型 815

4.2 IGBT组合模型 816

5 电力电子器件模型参数确定方法 817

5.1 目标函数优化方法 817

5.2 外特性测量结合器件物理方程计算的方法 818

6 电力电子器件模型的电路仿真 818

6.1 GTO模型的电路仿真 818

6.2 IGBT模型的电路仿真 819

7 常用仿真软件介绍 820

7.1 PSpice 820

7.2 Saber 820

7.3 MATLAB 820

7.4 PSIM 821

8 小结 821

第3章 电力电子系统动态建模 822

1 动态建模的作用 822

2 DC/DC变流器的动态建模 823

2.1 状态空间平均概念与小信号线性化动态模型 823

2.2 统一小信号交流等效电路模型 825

2.3 调制器的动态模型 826

3 电流断续方式DC/DC变流器的动态建模 826

3.1 DCM方式DC/DC变流器的平均模型 826

3.2 DCM变流器小信号交流模型 828

4 DC/DC变流器的峰值电流控制 828

4.1 电流峰值控制的概念 828

4.2 锯齿波补偿电流峰值控制的稳定性分析 829

4.3 一阶模型 830

4.4 改进电流控制模型 830

5 逆变器的动态模型 831

6 三相PWM功率变流器的动态模型 832

6.1 三相电压型PWM整流器的开关周期平均模型 832

6.2 三相电压型PWM逆变器的开关周期平均模型 834

6. 3 dqo旋转坐标系下三相电压型PWM变流器的模型 834

6.4 小信号交流模型 835

7 DC/DC变流器反馈控制设计 836

7.1 频率特性 836

7.2 补偿网路设计 837

8 小结 838

第4章 电力电子系统电磁干扰仿真建模 839

1 干扰源的信号频谱 839

1.1 元器件固有噪声 839

1.2 整流电路产生的干扰 840

1.3 二极管反向恢复过程产生的干扰 841

1.4 PWM开关波形的干扰频谱 842

2 干扰耦合通道的数学模型建立 843

2.1 有源器件的高频模型 843

2.2 无源器件的高频模型 847

2.3 导线的高频模型 850

2.4 印制电路板高频寄生参数的提取 852

3 干扰敏感设备的数学模型建立 853

3.1 线路阻抗稳定网络的等效模型 853

3.2 电流探头的等效模型 853

4 电力电子系统电磁干扰的建模及仿真 854

4.1 电力电子系统干扰建模方法 854

4.2 三相变频调速系统应用中的共模干扰问题 854

4.3 三相变频调速系统的共模干扰模型 855

参考文献 860

第13篇 电力电子电路／系统电磁兼容设计 863

第1章 概述 865

1 电磁兼容基本概念 865

1.1 电磁兼容 865

1.2 电磁骚扰 865

1.3 电磁干扰 865

1.4 电磁敏感度与电磁抗扰度 865

2 电力电子电路／系统的电磁兼容问题 865

3 电力电子电路／系统电磁兼容设计的特点 866

第2章 电力电子电路／系统电磁干扰及耦合途径 867

1 电磁干扰源 867

1.1 基本电磁干扰源 867

1.2 电力电子电路／系统基本干扰源 868

2 电力电子电路／系统干扰耦合途径 871

2.1 传导耦合 871

2.2 电磁辐射耦合 877

2.3 电力电子电路／系统的电磁干扰耦合模式 879

第3章 电力电子电路／系统电磁干扰抑制技术 881

1 电力电子电路／系统的接地设计 881

1.1 安全接地 881

1.2 EMC接地 882

1.3 电力电子电路／系统中的接地设计 885

2 电力电子电路／系统中的电磁屏蔽 885

2.1 电磁屏蔽概述 885

2.2 理想屏蔽体屏蔽效能的计算 886

2.3 不完整屏蔽对屏蔽效果的影响 888

2.4 屏蔽体的设计 889

2.5 电力电子电路／系统中的高频变压器的屏蔽及其干扰抑制技术 891

3 电力电子电路／系统中的滤波 892

3.1 EMI滤波器设计 893

3.2 EMI滤波器的布局和装配 899

3.3 直流电源去耦滤波器设计 899

第4章 电力电子电路／系统的电磁敏感度 903

1 电力电子电路／系统电磁敏感度（EMS）概述 903

2 瞬态干扰产生机制 903

3 瞬态干扰抑制 903

3.1 感性负载开关切换及防护 903

3.2 电力电子电路／系统对外部瞬态干扰的抑制 904

第5章 电力电子电路／系统的电磁兼容标准 909

1 电磁兼容标准简介 909

2 欧洲电磁兼容标准简介 909

3 美国电磁兼容标准简介 910

4 我国的电磁兼容标准简介 911

第6章 电力电子电路／系统电磁兼容技术的发展趋势 914

1 功率变流器的电磁干扰建模及抑制技术 914

1.1 功率变流器的电磁干扰建模 914

1.2 功率变流器的电磁干扰抑制技术 916

2 电机传动装置的电磁干扰建模及抑制技术 918

2.1 电机传动装置的电磁干扰建模 918

2.2 电机传动装置的电磁干扰抑制技术 918

3 EMI滤波器的寄生效应 919

3.1 EMI滤波器寄生效应建模 919

3.2 EMI滤波器寄生参数抵消技术 919

4 PCB电磁干扰优化设计CAD技术 920

5 EMI的电磁计算技术 920

参考文献 922

第14篇 电力电子系统集成 925

第1章 概述 927

1 电力电子系统集成的必要性 927

2 电力电子系统集成的内涵 927

3 电力电子系统集成的研究现状 927

3.1 标准模块电路的筛选和优化 927

3.2 变流器的稳定性及阻抗特性研究 928

3.3 电源系统芯片的研究 928

3.4 电力电子系统集成理论和方法的研究 929

4 电力电子系统集成的发展趋势 931

第2章 电力电子变流电路拓扑的标准化 933

1 DC/DC变流器拓扑优选法则 933

1.1 输入电压高低 933

1.2 输出电压高低 933

1.3 输入输出范围宽窄 933

1.4 功率大小等级 933

2 DC/DC变流器软开关理论和应用 934

3 DC/DC拓扑变结构理论和应用 935

3.1 柔性变流器的基本概念 935

3.2 柔性变流器的关键技术 936

3.3 实用实例 937

3.4 小结 939

4 小功率DC/DC拓扑优选以及标准化 939

4.1 电源系统架构 939

4.2 非隔离型DC/DC拓扑优选 940

4.3 隔离型DC/DC拓扑优选 943

5 中功率DC/DC拓扑优选及标准化 949

5.1 隔离型直流变换拓扑优选及标准化 949

5.2 非隔离型直流变换拓扑优选及标准化 954

6 AC/DC变流器标准拓扑的研究 955

6.1 单相AC/DC拓扑优选及标准化 955

6.2 三相AC/DC拓扑优选及标准化 957

第3章 电力电子系统集成方法学 958

1 模块化的电力电子系统 958

1.1 电力电子标准模块的建立 958

1.2 电力电子标准模块的组合 958

1.3 模块化交流调速系统的构建 958

2 电力电子控制系统结构 958

2.1 电力电子控制系统的组成 958

2.2 电力电子控制系统的分层结构 959

3 电力电子系统中的通信方式 960

3.1 电力电子模块通信内容 960

3.2 专用控制网络 961

4 电力电子模块的同步 962

4.1 通信延迟 962

4.2 开关频率限制 963

4.3 同步方法 963

5 电力电子网络的建立 964

5.1 电力电子网络建立的需求 964

5.2 网络结构与通信介质 964

5.3 电力电子网络建立实例 965

6 系统控制平台 966

6.1 硬件系统 966

6.2 软件系统 971

第4章 电力电子集成系统稳定性和可靠性 973

1 电力电子级联系统 973

1.1 电力电子级联系统的稳定性 973

1.2 级联系统稳定性分析方法 973

1.3 输入阻抗分析及改进方法 976

1.4 输出阻抗分析及改进方法 981

2 电力电子串并联系统 982

2.1 电力电子并联系统 982

2.2 直流电源系统的均流技术分类 982

2.3 直流电源系统的均流稳定性分析 987

2.4 电力电子串联系统分析 988

参考文献 990