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第1章 电力电子技术应用综述1

1.1电力电子技术发展现状2

1.2市场应用场景5

1.3未来发展方向展望10

1.4小结11

第2章 电机和电源控制简介13

2.1常见电机类型及其控制技术14

2.1.1直流电机14

2.1.2交流电机16

2.2常见电力电子变换拓扑20

2.2.1整流电路21

2.2.2降压斩波电路24

2.2.3升压斩波电路25

2.2.4升降压斩波电路25

2.2.5谐振变换器电路26

2.3感应式无线充电技术29

2.4小结31

第3章 电机和电源控制中的微控制器技术介绍33

3.1典型电机和电源数字控制系统架构34

3.2电机和电源控制中的微控制器技术36

3.2.1电机和电源控制中的微控制器技术发展现状37

3.2.2电机和电源控制中的微控制器技术发展趋势41

3.2.3恩智浦半导体电机和电源微控制器产品路线规划及主要特点43

3.3小结46

第4章 控制软件编程基础及相关调试技术49

4.1数字控制软件编程基础50

4.1.1信号数字化处理50

4.1.2变量定标52

4.1.3参数标幺表示53

4.2实时控制软件架构实现简介54

4.2.1状态机54

4.2.2时序调度机制57

4.3实时控制软件开发及调试58

4.3.1实时控制软件库的应用58

4.3.2实时调试工具64

4.3.3相关调试技巧68

4.4小结70

第5章 永磁同步电机的数字控制71

5.1永磁同步电机的数学模型72

5.1.1三相永磁同步电机数学模型73

5.1.2两相静止坐标系的数学模型74

5.1.3两相转子同步坐标系的数学模型75

5.1.4坐标变换77

5.2永磁同步电机的磁场定向控制78

5.2.1电流控制环79

5.2.2转速控制环82

5.3最大转矩电流比和弱磁控制83

5.3.1最大转矩电流比控制84

5.3.2弱磁控制87

5.4无位置传感器控制92

5.4.1基于反电动势的位置估计92

5.4.2基于高频信号注入的位置估计96

5.4.3基于定子磁链的位置估计99

5.5电机控制所需的微控制器资源102

5.5.1脉冲宽度调制器（PWM）103

5.5.2模/数转换器（ADC）105

5.5.3正交解码器（DEC）105

5.5.4定时器（Timer）106

5.5.5 PWM和ADC硬件同步106

5.6典型永磁同步电机控制方案107

5.6.1带位置传感器的伺服控制107

5.6.2无位置传感器的磁场定向控制109

5.6.3典型案例分析——风机控制110

5.7小结125

第6章 无刷直流电机的数字控制127

6.1无刷直流电机模型128

6.1.1无刷直流电机的本体结构128

6.1.2无刷直流电机的数学模型129

6.2六步换相控制及所需的微控制器资源131

6.2.1无刷直流电机六步换相控制的基本原理131

6.2.2六步换相PWM调制方式及其对电压和电流的影响133

6.2.3六步换相无位置传感器控制138

6.2.4六步换相控制所需的微控制器资源140

6.3典型无刷直流电机控制方案141

6.3.1基于KE02的无刷直流电机无位置传感器控制142

6.3.2基于MC9S08SU16的无人机电调解决方案148

6.4小结152

第7章 开关磁阻电机的数字控制153

7.1开关磁阻电机的基本工作原理154

7.1.1电机结构154

7.1.2电磁转矩的产生155

7.1.3绕组反电动势157

7.2两相SRM的数字控制158

7.2.1 PWM控制下的绕组导通模式159

7.2.2电压控制方法160

7.2.3检测电流峰值的无位置传感器控制方法161

7.2.4电机从静止开始起动163

7.2.5电机从非静止时开始起动（On-the-Fly Start）166

7.2.6两相SRM数字控制所需的微控制器资源166

7.3典型方案分析——高速真空吸尘器167

7.3.1系统介绍167

7.3.2相电流与母线电压的检测170

7.3.3电机的控制流程175

7.3.4峰值电流的检测方法184

7.4小结185

第8章 交流感应电机的数字控制187

8.1交流感应电机模型188

8.1.1交流感应电机的本体结构188

8.1.2交流感应电机的控制方法190

8.1.3交流感应电机的数学模型191

8.2转子磁链定向控制194

8.2.1最大转矩电流比控制196

8.2.2交流感应电机弱磁控制198

8.2.3定子电压解耦199

8.2.4带位置传感器时转子磁链位置估算200

8.2.5无位置传感器控制201

8.3典型交流感应电机控制方案206

8.3.1控制环路介绍207

8.3.2低成本电流及转速采样实现方案209

8.3.3转子时间常数校正214

8.3.4应用软件设计215

8.3.5系统时序设计216

8.4小结218

第9章 步进电机的数字控制219

9.1步进电机工作原理220

9.1.1步进电机的结构220

9.1.2步进电机的工作原理221

9.2位置开环的细分控制及所需的微控制器资源223

9.2.1细分控制223

9.2.2驱动电路和PWM方法225

9.2.3步进电机位置开环的控制结构228

9.3位置闭环的矢量控制及所需的微控制器资源229

9.3.1步进电机矢量控制229

9.3.2步进电机弱磁控制231

9.3.3步进伺服的典型控制结构234

9.3.4转速计算原理及结合微控制器的应用235

9.4典型步进电机控制方案239

9.5小结245

第10章 AC/DC变换器的数字控制247

10.1 AC/DC变换器工作原理248

10.1.1 PFC基本工作原理249

10.1.2 LLC谐振变换器基本工作原理251

10.2 PFC的数字控制254

10.2.1控制策略254

10.2.2电流控制器设计255

10.2.3 PFC数字控制所需的微控制器资源258

10.3 LLC谐振变换器的数字控制259

10.3.1控制策略259

10.3.2 LLC谐振变换器数字控制所需的微控制器资源262

10.4典型案例分析——高效服务器电源263

10.4.1图腾柱无桥PFC系统实现264

10.4.2 LLC谐振变换器系统实现268

10.5小结274

第11章 感应式无线充电的数字控制275

11.1感应式无线充电工作原理276

11.1.1能量的传输方式277

11.1.2通信方式及解调简介280

11.2无线充电标准Qi281

11.2.1通信方式详述281

11.2.2系统控制283

11.3 Qi标准感应式无线充电微控制器289

11.3.1无线充电微控制器介绍289

11.3.2 Qi标准无线充电发射器硬件模块291

11.3.3无线充电发射器软件架构及重要功能实现293

11.3.4无线充电重要功能的数字实现方式296

11.4无线充电典型应用301

11.4.1消费及工业类无线充电发射器301

11.4.2车载无线充电发射器303

11.4.3恩智浦半导体无线充电发射器主要模块305

11.4.4恩智浦半导体无线充电接收器简介312

11.4.5系统主要性能指标315

11.5小结318

参考文献319