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第1篇 各类直流电源特性及电容器工作状态分析3

第1章 单相桥式整流电路中的电容器工作状态分析3

1.1 单相交流电的变化功率与直流电恒定功率的矛盾和解决方案3

1.2 单相整流滤波应用中电容器的作用4

1.2.1 非线性电路与储能元件组合后所产生的效应4

1.2.2 如何获知流过电容器的电流？9

1.3 滤波电容器对单相桥式整流电路工作状态的影响10

1.3.1 整流滤波电容器为0μF时10

1.3.2 整流滤波电容器为25μF时12

1.3.3 整流滤波电容器为50μF时14

1.3.4 整流滤波电容器为75μF时15

1.3.5 整流滤波电容器为100μF时17

1.3.6 整流滤波电容器为125μF时19

1.3.7 整流滤波电容器为150μF时21

1.3.8 整流滤波电容器为180μF时22

1.3.9 整流滤波电容器为250μF时23

1.3.10 整流滤波电容器为330μF时25

1.3.11 整流滤波电容器为430μF时27

1.3.12 整流滤波电容器为500μF时29

1.3.13 整流滤波电容器为610μF时30

1.3.14 整流滤波电容器为820μF时32

1.3.15 整流滤波电容器为1025μF时33

1.3.16 整流滤波电容器为1000μF时35

1.3.17 整流滤波电容器为2200μF时36

1.3.18 整流滤波电容器为6800μF时39

1.3.19 整流滤波电容器为13600μF时40

1.3.20 单相整流电路与滤波电容器工作状态的关系42

1.4 单相整流电路中滤波电容器的简单选型43

1.4.1 额定电压的选择43

1.4.2 电容量的选择44

第2章 三相桥式整流电路中的电容器工作状态分析46

2.1 三相工频整流电路的特点46

2.2 多相整流电路47

2.3 三相及多相整流电路中电容器的作用51

2.4 滤波电容器对三相桥式整流电路工作状态的影响52

2.4.1 无输出滤波电容器时52

2.4.2 整流滤波电容器为1.5μF时55

2.4.3 整流滤波电容器为2.5μF时61

2.4.4 整流滤波电容器为5μF时65

2.4.5 整流滤波电容器为10μF时69

2.4.6 整流滤波电容器为16μF时73

2.4.7 整流滤波电容器为20μF时77

2.4.8 整流滤波电容器为25μF时81

2.4.9 整流滤波电容器为50μF时84

2.4.10 整流滤波电容器为75μF时88

2.4.11 整流滤波电容器为100μF时92

2.4.12 整流滤波电容器为125μF时95

2.4.13 整流滤波电容器为150μF时99

2.4.14 整流滤波电容器为175μF时102

2.4.15 整流滤波电容器为200μF时106

2.4.16 整流滤波电容器为250μF时110

2.5 本章小结112

2.5.1 三相380V输入电压时的实验结果112

2.5.2 非三相380V输入电压时的实验结果114

第3章 直流电源特性分析116

3.1 直流电源的工作原理116

3.2 直流电源的种类118

3.2.1 电池118

3.2.2 整流电路118

3.2.3 直流发电机119

3.2.4 光伏电池与燃料电池119

3.2.5 直流稳压电源120

3.3 交流负载电流在直流电源上产生的效应120

3.4 与直流电源并联的电容器的作用123

3.5 本章小结124

第2篇 负载特性对滤波电容器工作状态的影响126

第4章 开关电源中的DC-Link电容器126

4.1 单相方波逆变器是逆变器最早的控制模式126

4.2 降压型变换器中的DC-Link电容器127

4.2.1 电流断续工作状态127

4.4.2 电流连续工作状态128

4.3 升压型变换器中的DC-Link电容器132

4.3.1 电流断续工作状态132

4.3.2 电流连续工作状态135

4.3.3 小结137

4.4 反激式变换器中的DC-Link电容器137

4.5 大功率开关电源中的DC-Link电容器140

4.5.1 稳压电源方式硬开关工作模式下的DC-Link电容器140

4.5.2 电焊机方式硬开关工作模式下的DC-Link电容器142

4.5.3 非稳压自然零电压开关模式下的DC-Link电容器142

4.6 多重并联作用对DC-Link电容器的影响143

第5章 单相功率因数校正输出滤波电容器146

5.1 变化的输入功率函数与平稳的输出功率函数之间的矛盾和解决方案146

5.2 应用最多的升压型功率因数校正电路147

5.3 升压型功率因数校正输出滤波电容器的工作状态148

5.4 85～265V国际通用电源下功率因数校正的输出电流状态分析150

5.4.1 85V条件下的输出电流状态分析（电流连续）150

5.4.2 85V条件下的输出电流状态分析（电流临界）153

5.5 交流输入电压220V和265V时的工作状态154

5.5.1 220V电源电压状态154

5.5.2 265V电源电压状态155

5.6 本章小结156

第6章 谐振型、半谐振型变换器中的DC-Link电容器157

6.1 谐振型变换器中的DC-Link电容器157

6.2 感应加热中的DC-Link电容器159

6.3 气体放电灯电子镇流器中的DC-Link电容器163

第7章 单相SPWM逆变器产生的交流电流分量对DC-Link电容器工作状态的影响7.1 直流供电单相SPWM逆变器中的DC-Link电容器167

7.1.1 单相SPWM逆变器对带有比较大电感分量直流电源的DC-Link电容器状态的影响167

7.1.2 DC-Link电容器需要滤除的来自于交流输入的纹波电流成分产生的电荷169

7.1.2 输出电流滞后输出电压30°的状态169

7.1.3 流过DC-Link电容器的电流171

7.2 三相桥式整流、电容器滤波供电条件下单相正弦波逆变器中的DC-Link电容器171

7.2.1 直流母线电压的波动171

7.2.2 流过DC-Link电容器的电流172

7.3 高压SVG功率单元中的DC-Link电容器174

7.3.1 SVG主电路174

7.3.2 SVG的DC-Link电容器176

第8章 三相SPWM逆变器中的DC-Link电容器178

8.1 三相SPWM逆变器产生的交流电流分量对DC-Link电容器工作状态的影响178

8.2 直流供电三相SPWM逆变器中的DC-Link电容器179

8.3 交流供电三相SPWM逆变器中的DC-Link电容器180

8.4 三相有源整流电路182

8.4.1 三相有源整流电路的提出182

8.4.2 风力发电机整流电路中的DC-Link电容器183

8.4.3 逆变器在直流母线上产生的交流电流对DC-Link电容器工作状态的影响184

8.5 流过电容器的交流电流谐波分析186

第3篇 电力电子电容器特性分析与选型188

第9章 电力电子电容器特性分析188

9.1 电解电容器的主要特性188

9.1.1 电压188

9.1.2 电容量191

9.1.3 电流192

9.1.4 ESR与ESL203

9.1.5 工作温度与寿命204

9.1.6 热阻204

9.2 DC-Link薄膜电容器的主要特性206

9.2.1 薄膜电容器的进步206

9.2.2 滤波薄膜电容器的基本参数分析209

9.2.3 由薄膜电容器构成的滤波电容器的性能213

第10章 整流滤波电容器、DC-Link电容器、旁路电容器选型219

10.1 整流滤波电容器、DC-Link电容器、旁路电容器的名称219

10.2 整流滤波电容器、DC-Link电容器、旁路电容器的工作状态区别221

10.3 负载状态与负载交流电流分量的关系222

10.4 单相交流电供电条件下整流电路的主要参数224

10.5 三相交流电供电条件下整流电路的主要参数225

第11章 开关电源整流滤波电容器选型226

11.1 反激式开关电源的滤波电容器选型226

11.2 桥式、推挽型开关电源的滤波电容器选型231

11.3 正激式开关电源的滤波电容器选型232

11.4 单相有源功率因数校正的输出滤波电容器选型232

11.4.1 仅单相功率因数校正232

11.4.2 功率因数校正接反激式开关电源233

11.4.3 功率因数校正后级为桥式开关电源234

11.4.4 功率因数校正后级为正激式开关电源234

第12章 谐振、半谐振变换器整流滤波电容器选型235

12.1 电子镇流器中整流滤波电容器的选型235

12.2 感应加热电源中整流滤波电容器的选型235

第13章 中低压变频器整流滤波电容器选型237

13.1 电解电容器的快捷选型237

13.2 电容器电容量的选型依据238

13.3 三相380V输入变频器滤波电容器的电容量对变频器工作状态的影响241

13.4 不同电容量时滤波电容器的状态244

13.5 电磁兼容的间接分析248

13.6 通过与电解电容器电容量代换关系选择薄膜电容器251

第14章 三相SPWM逆变器和变频器的DC-Link电容器选型253

14.1 新型能源中DC-Link电容器的选型问题253

14.2 三相SPWM逆变器和变频器DC-Link电容器的一般选择方法253

14.3 新型能源中DC-Link电容器的选型实例256

14.3.1 某3MW风电逆变器的DC-Link电容器256

14.3.2 某100kW太阳能逆变器的DC-Link电容器258

第15章 高压变频器整流滤波电容器与SVG中的DC-Link电容器选型15.1 高压变频器的整流滤波电容器261

15.2 SVG中的DC-Link电容器261