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第1章 逆变技术的现状与发展1

1.1电力电子技术的现状与发展1

1.1.1电力电子技术与知识经济1

1.1.2电力电子理论的新发展2

1.1.3电力电子技术与绿色能源2

1.1.4电力电子器件的新进展2

1.1.5智能化电力电子模块IPM和PEBB3

1.1.6软开关技术3

1.1.7谐波治理技术4

1.1.8高频磁技术4

1.1.9变频技术4

1.1.10电力电子技术在电力系统中的应用5

1.1.11电力电子系统的建模、仿真和CAD5

1.2逆变技术的现状与发展5

1.2.1低频环节逆变技术7

1.2.2高频环节逆变技术8

1.2.3逆变器相关技术12

1.3逆变器的技术指标及应用领域12

1.3.1逆变器的技术指标12

1.3.2逆变器的应用领域13

1.4本章 小结13

第2章 方波逆变技术14

2.1引言14

2.2磁耦合振荡式方波逆变器14

2.2.1单变压器磁耦合振荡器14

2.2.2双变压器磁耦合振荡器19

2.3他激式方波逆变器20

2.3.1推挽式方波逆变器20

2.3.2全桥式方波逆变器22

2.4方波逆变器的输出波形分析24

2.5本章 小结25

第3章 多重移相叠加阶梯波合成27

逆变技术27

3.1引言27

3.2多重移相叠加阶梯波合成逆变器28

3.2.1多重移相叠加阶梯波合成原理28

3.2.2分相电路28

3.3“谐波抵消”设计理论31

3.3.1N个依次相移π/N的方波合成阶梯波31

3.3.2N个依次相移π/N的矩形波合成阶梯波32

3.3.3变压器绕组配置原则及电压比计算34

3.4发高频环节阶梯波合成逆变器36

3.5阶梯波合成逆变器调压技术37

3.5.1前置DC-DC变换级调压技术37

3.5.2移相调压技术37

3.5.3脉宽调制调压技术39

3.6本章 小结42

第4章 脉宽调制逆变技术43

4.1引言43

4.2可调脉宽调制逆变技术43

4.2.1多脉宽调制43

4.2.2正弦脉宽调制45

4.3固定脉宽调制逆变技术50

4.3.1改进型正弦脉宽调制50

4.3.2正弦脉宽调制消除谐波技术51

4.4可调脉宽消除谐波逆变技术54

4.4 1可调正弦脉宽消除谐波逆变技术54

4.4.2可调多脉宽消除谐波逆变技术55

4.5关联指令分区脉宽调制逆变技术55

4.5.1关联指令分区脉宽调制概念55

4.5.2三相关联指令分区脉宽调制逆变56

技术56

4.6脉宽调制波的等面积计算法58

4.6.1等面积计算法58

4.6.2等面积计算法实例59

4.7固定脉宽调制逆变器调压技术59

4.7.1前置DC-DC变换级调压技术59

4.7.2移相调压技术59

4.8本章 小结62

第5章 单向电压源高频环节逆变64

技术64

5.1引言64

5.2单向电压源高频环节逆变器电路结构64

与拓扑族64

5.2.1单向电压源高频环节逆变器电路64

结构64

5.2.2DC-DC变换器拓扑族64

5.2.3单向电压源高频环节逆变器拓扑族65

5.3前置DC-DC变换级的稳态原理71

特性71

5.3.1Buck型DC-DC变换器的稳态原理71

特性71

5.3.2Boost型DC-DC变换器的稳态原理74

特性74

5.3.3Buck-Boost型DC-DC变换器的稳态原理特性78

5.3.4Boost-Buck型DC-DC变换器的稳态原理特性79

5.3.5zeta型DC-DC变换器的稳态原理81

特性81

5.3.6Sepic型DC-DC变换器的稳态原理82

特性82

5.3.7前置DC-DC变换级的性能比较83

5.4后置DC-AC逆变级的稳态原理83

特性83

5.4 1稳态原理83

5.4.2Buck型逆变器的稳态外特性86

5.5本章 小结88

第6章 高频脉冲直流环节逆变技术90

6.1引言90

6.2高频脉冲直流环节逆变器电路结构90

与拓扑族90

6.2.1高频脉冲直流环节逆变器电路结构90

6.2.2高频脉冲直流环节逆变器拓扑族91

6.2.3占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器92

6.3高频脉冲直流环节逆变器控制原理94

6.3.1高频脉冲直流环节电路控制原理94

6.3.2逆变器控制原理94

6.3.3逆变桥的两种调制方式95

6.4高频脉冲直流环节逆变器关键电路96

参数设计96

6.4.1高频脉冲直流环节电路96

6.4.2三态DPM逆变器99

6.5仿真实例103

6.6本章 小结103

第7章 双向电压源高频环节逆变105

技术105

7.1引言105

7.2双向电压源高频环节逆变器电路结构105

与拓扑族105

7.2.1电路结构105

7.2.2电路拓扑族106

7.3单极性移相控制双向电压源高频环节107

逆变器107

7.3.1单极性移相控制原理107

7.3.2稳态原理与外特性108

7.3.3原理试验113

7.4双极性移相控制双向电压源高频环节115

逆变器115

7.4.1双极性移相控制原理115

7.4.2稳态原理与外特性116

7.4.3仿真与原理试验122

7.5基于双向电压源高频环节逆变器的123

UPS系统123

7.6本章 小结124

第8章 谐振式双向电压源高频环节125

逆变技术125

8.1引言125

8.2零电压开关谐振式双向电压源高频125

环节逆变技术125

8.2.1电路结构与拓扑族125

8.2.2稳态原理126

8.2.3自激振荡的稳定性分析127

8.2.4关键电路参数设计128

8.3零电流开关谐振式双向电压源高频129

环节逆变技术129

8.3.1电路结构与拓扑族129

8.3.2稳态原理130

8.3.3控制方案135

8.3.4仿真分析136

8.4本章 小结137

第9章 电流源高频环节逆变技术138

9.1引言138

9.2电流源高频环节逆变器电路结构138

与拓扑族138

9.2.1电路结构138

9.2.2电路拓扑族139

9.3电流源高频环节逆变器的稳态原理139

特性139

9.3.1四种工作模式与功率开关的电压139

应力139

9.3.2稳态原理特性141

9.3.3关键电路参数设计143

9.4电流源高频环节逆变器控制原理145

9.4.1控制方案的确定145

9.4.2电压瞬时值反馈控制方案146

9.5电流源高频环节逆变器的设计与147

实现147

9.5.1设计实例147

9.5.2试验结果148

9.6本章 小结149

第10章 直流变换器型高频环节逆变150

技术150

10.1引言150

10.2单向直流变换器型高频环节逆变150

技术150

10.2.1电路结构与控制系统150

10.2.2电路拓扑族151

10.2.3稳态分析152

10.3双向直流变换器型高频环节逆变153

技术153

10.3.1电路结构与控制系统153

10.3.2电路拓扑族154

10.4双向正反激组合直流变换器型高频155

环节逆变技术155

10.4.1电路结构与控制系统155

10.4.2电路拓扑族156

10.4.3稳态分析与设计157

10.5本章 小结159

第11章 三相逆变技术160

11.1引言160

11.2三相全桥式逆变技术160

11.2.1电压型三相全桥式逆变器160

11.2.2电流型三相全桥式逆变器163

11.2.3具有中点形成变压器的三相全桥式逆变器164

11.3三相半桥式逆变技术168

11.3.1三相半桥式逆变器拓扑168

11.3.2三相半桥式逆变器的正弦脉宽168

调制168

11.4有源箝位谐振直流环节三相四桥臂169

逆变器169

11.4.1电路拓扑与零电压开关的实现169

11.4.2开关状态组合与三相输出电压170

11.4.3控制策略171

11.4.4功率电路设计172

11.5组合式三相逆变器174

11.5.1构成原理174

11.5.2负载对三相输出电压对称度的175

影响175

11.6单相与三相基准正弦波发生器179

11.6.1基准正弦波发生器电路的构成179

11.6.2基准正弦波发生器的设计179

11.6.3三相基准正弦波发生器的实现182

11.7本章 小结182

第12章 并联逆变技术184

12.1引言184

12.2并联逆变技术的现状与发展184

12.2.1并联逆变技术的现状184

12.2.2并联逆变技术的发展趋势189

12.3并联逆变系统的均流技术190

12.3.1不考虑输出滤波器影响时并联逆变系统190

12.3.2考虑输出滤波器影响时并联逆变系统192

12.3.3均流电路的实现方案195

12.4并联逆变系统的同步技术195

12.5并联逆变系统实例196

12.5.1共用电压调节器的电流型控制并联逆变系统196

12.5.2基于分散逻辑控制的并联逆变系统197

12.6本章 小结199

第13章 多电平逆变技术200

13.1引言200

13.2二极管箝位型多电平逆变技术200

13.2.1二极管箝位型三电平逆变技术200

13.2.2二极管箝位型多电平逆变技术203

13.2.3二极管箝位型多电平逆变器软开关技术205

13.3电容箝位型多电平逆变技术207

13.3.1电容悬浮箝位型多电平逆变器207

13.3.2电容电压自平衡箝位型多电平逆变技术208

13.3.3电容箝位型多电平逆变器的软开关技术209

13.4具有独立直流电源的级联型多电平210

逆变技术210

13.4.1具有独立直流电源的级联型多电平逆变器210

13.4.2具有独立直流电源的级联型多电平逆变器的输出谐波分析212

13.5多电平逆变器的控制技术216

13.5.1三角形载波PWM控制技术216

13.5.2空间电压矢量PWM控制技术217

13.6本章 小结217

第14章 可再生能源并网逆变218

技术218

14.1引言218

14.2可再生能源低频环节并网逆变218

技术218

14.2.1电路结构与拓扑族218

14.2.2太阳能低频环节并网逆变技术219

14.2.3风能低频环节并网逆变技术221

14.3可再生能源高频环节并网逆变224

技术224

14.3.1电路结构与拓扑族224

14.3.2稳态原理与关键电路参数设计225

14.3.3控制策略227

14.3.4仿真分析228

14.4与电网电压同步的基准正弦波228

发生器228

14.4.1电路构成228

14.4.2单元电路原理229

14.4.3关键电路参数设计231

14.4.4试验结果231

14.5本章 小结232

第15章 Delta逆变技术233

15.1引言233

15.2双变换与单变换不间断电源233

15.2.1不间断电源的构成与类型233

15.2.2双变换UPS234

15.2.3单变换UPS235

15.3Delta变换不间断电源238

15.3.1Delta变换UPS系统的构成238

15.3.2Delta变换UPS的工作原理239

15.3.3Delta变换UPS的控制原理243

15.3.4Delta变换UPS的特点244

15.4本章 小结244

第16章 电压型与电流型控制技术及245

其应用245

16.1引言245

16.2电压型控制技术245

16.2.1电压型控制原理245

16.2.2电压型控制系统的分析245

16.2.3电压型控制技术的特点247

16.3峰／谷值电流型控制技术及其247

应用247

16.3.1恒定截止时间峰值电流控制技术247

16.3.2恒定导通时间谷值电流控制技术248

16.3.3恒定开通时刻峰值电流控制技术249

16.3.4恒定关断时刻谷值电流控制技术249

16.3.5恒定迟滞环宽峰／谷值电流控制技术250

16.3.6峰／谷值电流型控制技术的特点253

16.3.7峰值电流型PWM脉宽调制器及其254

应用254

16.4平均值电流型控制技术及其应用255

16.4.1平均值电流型控制技术255

16.4.2平均值电流控制技术在逆变器中的应用256

16.5单周期控制技术及其应用259

16.5.1单周期控制技术259

16.5.2单周期控制技术在逆变器中的264

应用264

16.6数字控制技术265

16.6.1PID控制265

16.6.2滑模变结构控制265

16.6.3无差拍控制266

16.6.4重复控制266

16.6.5模糊控制267

16.7本章 小结267

第17章 驱动电路及其在逆变器中的269

应用269

17.1引言269

17.2电流型控制器件的驱动电路及其在269

逆变器中的应用269

17.2.1驱动电路的最佳特性与分类269

17.2.2恒流驱动电路270

17.2.3比例驱动电路273

17.3电压型控制器件的驱动电路及其在276

逆变器中的应用276

17.3.1对驱动电路的基本要求276

17.3.2非电气隔离式驱动电路277

17.3.3光耦隔离型驱动电路279

17.3.4磁耦隔离式驱动电路282

17.4本章 小结284

第18章 缓冲电路及其在逆变器中285

的应用285

18.1引言285

18.2功率开关的缓冲电路285

18.2.1RCD缓冲电路285

18.2.2LCD无损缓冲电路288

18.3缓冲电路在逆变器中的应用290

18.3.1有损缓冲电路290

18.3.2无源无损缓冲电路292

18.3.3有源无损缓冲电路293

18.4本章 小结297

第19章 直流输入滤波技术与交流298

输出滤波技术298

19.1引言298

19.2单级LC直流输入滤波技术298

19.2.1单级LC直流输入滤波技术298

19.2.2电容直流输入滤波技术299

19.3两级LC直流输入滤波技术300

19.3.1两种直流输入滤波器的比较300

19.3.2两级LC直流输入滤波器的设计301

19.3.3两级LC直流输入滤波器稳态谐波分析302

19.3.4两级LC直流输入滤波器的仿真305

分析305

19.4单级LC交流输出滤波技术310

19.4.1常K型两元件Г型低通滤波器310

19.4 2m型三元件Г型低通滤波器313

19.5可控谐振阻尼LC交流输出滤波315

技术315

19.5.1扰动振荡谐波现象及其抑制315

19.5.2原理试验317

19.6谐振型LC交流输出滤波技术318

19.6.1谐振型LC交流输出滤波器318

19.6.2串并联谐振LC交流输出滤波器的设计319

19.7本章 小结322

第20章 逆变技术的应用323

20.1引言323

20.2高频脉冲直流环节逆变系统323

20.2.1系统构成323

20.2.2功率电路323

20.2.3控制与驱动电路324

20.2.4高频软开关机内辅助电源326

20.3功率电路参数设计327

20.3.1高频脉冲直流环节电路327

20.3.2逆变器功率电路330

20.4原理样机试验结果330

20.4.1优良的综合性能指标330

20.4.2试验波形331

20.4.3试验数据333

20.4.4技术性能比较335

20.5本章 小结336

参考文献337