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序 1

前言 1

第1章绪论 1

1.1逆变器用整流器供电时的特点 1

1.1.1对单相桥式逆变器供电 1

目 录 1

1.1.2对三相桥式逆变器供电 4

1.2二极管桥式整流器的基本电量关系 9

1.2.1桥式整流器的基本电量关系 10

1.2.2整流器的滤波参数 14

1.3逆变器用整流器的性能指标 17

1.3.1通用功能指标 17

1.3.2满足逆变器要求的专用性能指标 19

因数 21

1.4整流器输入电流的谐波与输入功率 21

1.4.1整流器采用电感滤波时输入电流谐波与功率因数 22

1.4.2整流采用电容滤波时输入电流谐波与功率因数 23

1.5对传统整流器的评述 29

第2章无源功率因数校正 31

2.1在整流器与直流滤波电容之间串入 31

无源电感 31

2.1.1单相桥式整流器 32

2.1.2三相桥式整流器 36

2.1.3变形电路 39

2.2在整流器输入端串入无源LC串并 40

联槽路 40

2.2.1单相桥式整流电路 40

2.2.2三相桥式整流电路 42

2.2.3用直流电感校正与用LC槽路校正的对比 45

2.2.4无源功率因数补偿电感的最小体积设计法 46

2.3用电容和二极管网络构成填谷式无 49

源校正 49

第3章裂相与多重叠加整流器 52

3.1裂相与附加开关改善功率因数 52

3.1.1裂相整流器 52

3.1.2用附加开关改善功率因数 55

3.2电感滤波整流电路的多相等幅多重 56

叠加 56

3.2.1移相变压器 56

3.2.2 12相整流的二重叠加 59

3.2.3 18相整流的三重叠加 62

3.2.4 6N相整流、变压器一、二次侧连接相同的N重叠加 64

3.2.5 24相整流、变压器一、二次侧连接相同的四重叠加（N=4） 66

3.2.6 30相整流、变压器一、二次侧连接不同的五重叠加 66

3.3电感滤波多相变幅值多重叠加 70

3.3.1变幅值12相二重叠加 70

3.3.2变幅18相三重叠加 71

3.3.3变幅24相四重叠加 73

3.4用电容滤波整流器多相等幅值多重 74

叠加 74

3.4.1 12相整流的二重叠加 74

3.4.2 18相整流的三重叠加 77

3.4.3 30相整流的五重叠加 78

3.4.4三相整流器的串并联工作方式 81

3.5.1 12相整流的二重叠加 83

3.5晶闸管三相桥式全控整流器电路的 83

多重叠加 83

3.5.2 18相整流的三重叠加 84

3.5.3 24相整流的四重叠加 86

3.5.4用平衡电感的二次绕组降低谐波 86

3.5.5顺序控制多重叠加 88

3.5.6非对称控制多重叠加 90

3.6应用实例：IGBT完美无谐波高压 91

变频器 91

3.6.1 2个功率单元串联叠加的变频器 92

3.6.2 5个功率单元串联叠加的变频器 95

4.1.1提高输入功率因数的原理 99

器 99

4.1单相电压型BoostSPWM开关整流 99

第4章单相SPWM开关整流器 99

4.1.2输出电压的调节及电压波动 107

4.1.3交流输入电流i的谐波分量 108

4.1.4直流滤波电容Cd的计算 110

4.1.5单相SPWM型半桥式开关整流器 111

4.2 单相半控SPWM开关整流器 112

4.2.1提高输入功率因数的原理 113

4.2.2直流输出电压的调节及电压波动 117

4.2.3输入电流i的谐波与电感L的计算 117

4.2.4直流滤波电容Cd的计算 119

4.2.5设计实例 119

4.3单相全控SPWM开关整流器 120

4.3.1全控SPWM开关整流器的双向工作 120

4.2.6单相半控SPWM桥式开关整流器的另外两种主电路 120

4.3.2单相SPWM开关整流器的性能比较 124

4.4单相电流型SPWM开关整流器及其 125

多重叠加 125

4.4.1 单相电流型SPWM开关整流器及其多重叠加 125

4.4.2两个具有独立交流电源单相电流型SPWM开关整流器的二重叠加 127

4.4.3N个具有独立交流电源单相电流型 131

SPwM开关整流器的并联叠加 131

第5章三相SPWM全桥开关整流 135

器 135

5.1 三相SPWM全桥式开关整流器 135

5.1.1三相SPWM全桥开关整流器提高输 135

入功率因数的原理 135

5.1.2直流输出电压的调节与Cd值计算 141

5.1.3其他型式的三相PWM高频开关整流 145

器 145

5.1.4三相SPWM开关整流器的多重叠加 146

5.2三相电流型BuckSPWM开关整流器 151

5.2.1 电流型Buck开关整流器与电压型Boost开关整流器的对偶性 151

5.2.2三相电流型Buck SPWM开关整流器 152

5.2.3提高开关次数的三相电流型Buck 157

SPWM开关整流器 157

5.2.4梯形波调制PWM开关整流器 161

5.2.5消除低次谐波的PWM开关整流器 162

5.2.6电流型SPWM开关整流器的多重叠加 165

5.2.7对电流型Buck开关整流器的评述 170

5.3.1 GTO三相电压型SPWM开关整流器在高性能调速系统中的应用 171

5.3三相SPWM开关整流器的应用实例 171

5.3.2三相电流型SPWM开关整流器在电梯控制上的应用 172

第6章其他型式的开关整流器 176

6.1采用转输电感的反转极性式Boost 176

开关整流器 176

6.1.1控制方式 178

6.1.2开关模式 179

6.1.3试验与仿真结果 182

6.2采用三个双向开关的两电平Boost 185

整流器 185

6.2.1工作模式 185

6.2.2控制方式与仿真和试验 188

6.3.1工作状态 190

器 190

6.3采用三个开关的三电平Boost整流 190

6.3.2仿真结果 191

6.4其他几种新开关整流器 193

6.4.1四双向开关整流器 193

6.4.2串联双Boost解码式三相开关整流器 194

6.4.3采用IFT的解码式开关整流器 194

6.4.4三相单管Buck-Boost开关整流器 194

第7章整流器的功率因数校正技术 196

7.1概论 196

7.1.1 PFC技术分类及研究方向 196

7.1.2基本功率因数校正技术 198

7.2电压跟随器PFC电路的基本工作 200

原理 200

7.3电压跟随器Boost-BuckPFC电路 202

7.3.1 Boost-Buck级联DC/DC变换器的临界条件 204

7.3.2 Boost-Buck级联DC/DC变换器的电压比 205

7.3.3 Boost-Buck级联变换器在电压跟随器PFC电路中的应用 206

7.3.4电压跟随器型Boost-Buck级联PFC 207

电路的电压比 207

7.3.5电压跟随器Boost-Buck级联PFC电路的临界条件 208

7.4开关电容PFC电路 210

7.4.1典型开关电容网络 210

7.4.2开关电容DC/DC变换器 212

7.4.3开关电容Boost-Buck DC/DC变换器 214

7.4.4开关电容Boost-Buck PFC电路 219

7.5.1 ZVS DC/DC变换器 221

正电路 221

7.5零电压开关电压跟随器功率因数校 221

7.5.2 ZVS PFC电路 224

第8章 采用乘法器的单相PWMPFC 228

电路 228

8.1 概论 228

8.1.1 Boost PFC电路与Buck PFC电路的对偶性 228

8.1.2高频PWM PFC电路的电量关系 230

8.2 Boost SPWMPFC电路 232

8.2.1工作原理与工作过程 232

8.2.2直流输出电压的调节及电压波动 235

8.2.3输入电流i的谐波与电感L的计算 237

8.2.4控制电路 238

8.3 BuckSPWMPFC电路 238

8.3.1工作过程 240

8.3.2直流输出电流id的调节与Ld计算 241

8.3.3输入电压u的谐波与电容C的计算 242

8.4单端反激式PWMPFC电路 243

8.4.1工作原理 243

8.4.2输入电流谐波和输入功率因数 246

8.4.3电路参数的计算 247

8.5采用两个斩波器的PFC电路 248

8.5.1工作原理 248

8.5.2输入电流分析 250

第9章 三相PWM PFC整流器 252

9.1三相PWMDCMPFC整流器电路 252

9.1.1三相PWMDCMBoostPDC整流器电 252

路 252

9.1.2三相PWMDCM BuckPFC整流电路 259

9.2采用恒频PWM控制的三相Boost PFC 263

整流器 263

9.2.1设计参数计算 267

9.2.2设计举例 268

9.3 采用变频PWM控制的三相Boost PFC整流器 270

9.3.1设计举例 272

9.3.2仿真结果 272

9.4谐波注入式PWM三相Boost PFC 273

整流器 273

9.5固定开关频率与可变开关频率PFC 278

整流器电路的比较 278

10.1.1 ZCT PWM DC/DC变换器 282

10.1零转换PWM DC/DC变换器 282

关电路 282

第10章高功率因数整流器的软开 282

10.1.2 ZVT PWM DC/DC变换器 286

10.2缓冲式软开关PWM DC/DC变换器 291

10.2.1 无源缓冲软开关PWMDC/DC变换器 292

10.2.2有源缓冲软开关PWM DC/DC变换器 293

10.2.3不用互感的无源软开关PWM DC/DC变换器 295

10.3软开关PWM PFC整流器 298

10.3.1 ZCTDCM单相PFC整流电路 298

10.3.2 ZCTDCM三相PFC整流电路 302

10.4 ZCT/ZVTPWM Boost/Buck双向开关整流器 306

10.4.1 ZCT/ZVTPWM Boost/Buck双向DC/DC变换器 306

10.4.2 ZCT/ZVTPWM Boost/Buck双向开关整流器 306

器 314

10.4.3其他形式的ZVTPWM Boost整流 314

10.5输入输出可以隔离的ZVS PWM三 315

相开关整流器 315

10.5.1输出可以隔离的三相ZVS开关整流器 316

10.5.2输出可以隔离的三相单级ZVS开关整流器 320

10.6利用软开关全桥PWM变换器的 322

三相软开关隔离型整流器 322

10.6.1 移相控制软开关DC/DC SPWM 322

全桥变换器 322

10.6.2利用软开关全桥SPWM变换器的 331

三相软开关隔离型整流器 331

参考文献 337