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第一章 概述1

1.1 现代逆变技术的概念和分类1

1.1.1 现代逆变技术的概念1

1.1.2 现代逆变技术的分类1

1.2 逆变的目的和优越性2

1.2.1 逆变的目的2

1.2.2 采用逆变技术的优越性2

1.3 逆变技术的应用领域4

第二章 现代逆变技术中的开关器件及其应用7

2.1 电力电子开关器件的类型、发展和应用范围7

2.1.1 电力电子开关器件的类型和发展7

2.1.2 电力电子开关器件的应用范围8

2.2 可关断晶闸管的基本性能和应用10

2.2.1 GTO的基本特性10

2.2.2 GTO的主要参数12

2.2.3 GTO的应用问题14

2.3 功率场效应管的性能和应用17

2.3.1 VMOSFET的基本特性18

2.3.2 VMOSFET的基本参数21

2.3.3 VMOSFET的应用问题24

2.4 大功率晶体管的性能和应用26

2.4.1 GTR的基本性能和参数26

2.4.2 GTR的使用问题29

2.5.2 IGBT的基本特性31

2.5.1 IGBT的基本结构和特点31

2.5 绝缘栅双极晶体管的性能和应用31

2.5.3 智能型功率模块(IPM)35

2.6 IGBT的主要参数和应用36

2.6.1 IGBT的主要参数及其定额选择36

2.6.2 IGBT的栅极驱动39

2.6.3 IGBT的保护40

2.6.4 IPM的特殊参数和应用41

2.7 其他新型开关器件42

2.7.1 MOS控制晶闸管42

2.7.2 静感应晶闸管43

2.7.3 静电感应晶体管45

3.1.1 现代逆变系统基本结构46

第三章 现代逆变系统结构和主回路设计46

3.1 现代逆变系统基本结构和变换电路46

3.1.2 非隔离式电压变换电路的基本形式47

3.2 逆变主电路的基本形式50

3.2.1 隔离式逆变主电路形式50

3.2.2 各种逆变电路的特点和应用54

3.3 功率转换电路的不平衡问题55

3.3.1 全桥、推挽式电路的不平衡问题55

3.3.2 半桥式电路抗不平衡的能力的分析57

3.3.3 串联耦合电容对不平衡的校正58

3.4 直流电源变换装置逆变系统结构和主回路设计59

3.4.1 直流电源变换装置逆变系统结构59

3.4.2 直流电源变换装置逆变主回路设计60

3.5.1 交流电动机变频调速系统62

3.5 交流电动机变频调速系统62

3.5.2 变频器三相逆变器主电路的设计64

3.6 三相有源逆变系统的应用和组成结构66

3.6.1 交流电动机制动再生能量回馈系统66

3.6.2 交流电动机串级调速系统69

3.6.3 电力调节装置69

3.6.4 风力发电并网运行71

3.7 不间断电源逆变系统72

3.7.1 UPS逆变系统结构72

3.7.2 UPS逆变系统电路设计74

4.1.1 逆变变压器和铁芯电抗器的设计原则78

4.1.2 电磁理论基础78

第四章 逆变变压器和铁芯电抗器的设计78

4.1 逆变变压器的设计原则和依据78

4.1.3 集肤效应79

4.2 逆变变压器的设计方法和步骤80

4.2.1 变压器铁芯尺寸计算公式80

4.2.2 逆变变压器的设计步骤83

4.2.3 逆变变压器的功耗86

4.3 铁芯材料和结构86

4.3.1 铁芯材料的种类和性能对比86

4.3.2 硅钢片及其铁芯88

4.3.3 铁氧体铁芯89

4.3.4 非晶态合金和微晶合金93

4.4 逆变变压器绕制中的几个问题97

4.4.1 变压器绕组的漏感及减小漏感的措施97

4.4.2 导体和绕组的涡流损耗98

4.4.3 绝缘材料的类型和选择101

4.5 单端反激式开关电源变压器的设计101

4.6 铁芯电抗器的结构设计104

4.6.1 切开铁芯直流电抗器的结构设计105

4.6.2 交流铁芯电抗器的结构设计107

4.7 磁性元件的实验和测试107

第五章 现代逆变系统中的功率变换技术及其设计111

5.1 逆变式功率变换技术概述111

5.1.1 现代功率变换技术的分类和发展111

5.1.2 逆变式功率变换器的基本设计步骤113

5.2 负载谐振PFM变换技术115

5.2.1 串联负载谐振变换技术及其设计115

5.2.2 并联负载谐振变换技术及其设计117

5.2.3 复合谐振变换和E类变换118

5.3 硬开关PWM变换技术120

5.3.1 硬开关PWM变换技术的基本原理120

5.3.2 硬开关PWM变换的特点和应用121

5.4 准谐振双零开关变换技术122

5.4.1 准谐振双零开关122

5.4.2 零电流开关(ZCS)变换电路及其设计123

5.4.3 零电压开关(ZVS)变换电路及其设计方法125

5.5.1 双零转换PWM基本变换技术127

5.5 双零转换PWM软开关变换技术127

5.5.2 ZCT-PWM变换技术及其设计方法129

5.5.3 ZVT-PWM变换技术及其设计方法131

5.6 ZVT-PWM变换技术的典型应用134

5.6.1 移向全桥ZVT-PWM变换技术及其设计134

5.6.2 有源箝位/复位变换技术及其应用137

第六章 现代逆变系统中的控制技术140

6.1 现代逆变控制技术的系统设计140

6.1.1 逆变控制系统的结构和时域性能指标140

6.1.2 现代逆变系统稳定性分析和设计142

6.2 现代逆变控制系统中主要环节的设计145

6.2.1 控制调节器和校正环节的分类和应用145

6.2.2 时间比例控制及脉冲形成电路148

6.3.1 电压型PWM控制系统149

6.3 PWM型逆变控制系统的设计149

6.3.2 电流型PWM控制系统151

6.4 谐振开关变换集成控制芯片及其应用155

6.4.1 谐振开关变换集成控制芯片的结构和特性155

6.4.2 谐振开关变换集成控制芯片的应用158

6.5 电压型PWM控制集成芯片及其应用158

6.5.1 电压型PWM控制集成芯片的结构和性能159

6.5.2 电压型PWM控制IC芯片的应用163

6.6 电压型PWM控制集成芯片及其应用164

6.6.1 单端输出电流型PWM控制集成芯片164

6.6.2 双路输出电流型PWM控制集成芯片及其应用166

6.7.1 移项式PWM控制集成芯片结构和特性168

6.7 ZVT变换集成控制芯片及其应用168

6.7.2 移相式PWM控制芯片的应用171

6.7.3 有源箝位/复位集成控制芯片及其应用173

6.8 正弦波调制PWM控制技术176

6.8.1 正弦波调制PWM控制的用途和基本原理176

6.8.2 SPWM的设计实现--分立电路、IC、单片机177

第七章 现代逆变系统中的整流和滤波电路设计182

7.1 整流电路的形式及其应用182

7.1.1 整流电路的分类182

7.1.2 单相整流电路的形式和用途182

7.1.3 三相整流电路的形式和用途183

7.2.1 半导体整流二极管的分类和用途185

7.2 整流器件的类型及其选择185

7.2.2 可控整流器件的类型和应用189

7.3 特种整流电路的原理和设计190

7.3.1 倍压整流电路及其应用190

7.3.2 倍流整流电路及其应用192

7.3.3 同步整流和异步整流193

7.4 输入滤波电路的形式及其设计194

7.4.1 输入滤波电路和功率因数校正(PFC)194

7.4.2 无源输入滤波和PFC电路的设计196

7.4.3 高频有源输入滤波和PFC电路设计197

7.5 直流输出滤波电路的形式及其设计206

7.5.1 直流输出滤波电路的形式和应用206

7.5.2 LC滤波电路的参数设计207

7.6.1 电容器的分类及其特性208

7.6 滤波电容器的类型和应用208

7.6.2 电容器的应用场合和适用频率范围211

7.6.3 电解电容器的主要参数及性能212

7.6.4 电解电容器的应用214

第八章 现代逆变系统中的其他设计技术217

8.1 开关管的开通和关断缓冲电路设计217

8.1.1 开关管缓冲电路的分类和作用217

8.1.2 开通缓冲电路的设计218

8.1.3 关断缓冲电路的设计218

8.1.4 尖峰电压吸收缓冲电路设计219

8.2.1 电流信号检测的方法和应用220

8.2 电流检测和过流保护电路设计220

8.2.2 过流保护电路的功能和组成223

8.3 散热技术设计224

8.3.1 功率损耗的计算224

8.3.2 热阻和热路欧姆226

8.3.3 散热器的热阻计算和选择226

8.4 电磁兼容性(EMC)及其设计229

8.4.1 电磁干扰(EMI)229

8.4.2 电磁兼容性设计的内容、元器件和材料230

8.4.3 整体结构布局和布线EMC设计234

8.4.4 电磁兼容的有关标准237

8.5.2 逆变系统合闸控制和软启动电路的设计240

8.5.1 逆变系统合闸控制和软启动的意义240

8.5 逆变系统中的合闸启动电路设计240

8.6 现代逆变技术CAD和微机控制技术242

8.6.1 现代逆变技术CAD242

8.6.2 现代逆变系统中的微机控制技术247

第九章 典型的逆变系统设计实例250

9.1 电力直流操作电源的系统结构和主电路设计250

9.1.1 直流操作电源的设计要求和系统结构250

9.1.2 整流模块初级主电路的设计252

9.1.3 输出整流滤波电路和散热设计256

9.2 直流操作开关电源整流模块控制电路设计257

9.2.1 PWM控制电路的设计257

9.2.2 控制系统环路分析和补偿设计259

9.3 正弦波逆变器的设计260

9.3.1 正弦波逆变器的设计要求和主电路形式260

9.3.2 有工频变压器的逆变电源主电路设计260

9.3.3 无工频变压器的逆变器主电路设计262

9.3.4 逆变控制电路的设计262

9.4 逆变电源DC-DC变换器的设计263

9.4.1 技术要求和主回路设计263

9.4.2 控制电路设计265

9.5 单端反激式电流型辅助开关电源的设计实例266

9.5.1 设计要求和方案选择266

9.5.2 具体电路和变压器设计267

参考文献269