《電力電子技術》是2012年人民郵電出版社出版的圖書，作者是林雲、管春。本書講述了電力電子技術的基本理論與基本分析方法，包括功率開關器件的原理、功率變換電路的原理、控制部分的原理和相關電路與系統的分析等內容。
基本介紹
- 書名：電力電子技術
- 作者：林雲、管春
- ISBN：978-7-115-27607-0
- 頁數：272頁
- 定價：37.00 元
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2012年6月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容提要,目錄,
內容提要
本書的主要內容包括不可控、半控及全控的功率半導體器件原理及分析，PWM開關變換器的拓撲結構，PWM開關器件的穩態建模，小信號建模，控制器設計，高頻磁芯元件的分析與設計，PWM開關晶片、軟開關晶片的原理分析及軟開關原理。
本書可以作為高等院校相關專業的學生教材，也可以作為從事開關電源UPS等電力電子裝置開發、設計工程技術人員參考用書。
本書可以作為高等院校相關專業的學生教材，也可以作為從事開關電源UPS等電力電子裝置開發、設計工程技術人員參考用書。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 電力電子技術簡介 1
1.2 開關電源 6
1.2.1 開關電源的分類 6
1.2.2 開關電源的發展 7
1.3 電力電子與相關學科的關係 10
第2章 穩態開關電路的分析與建模方法 11
2.1 變換器穩態分析法 11
2.1.1 穩態分析法簡介 11
2.1.2 電感伏秒平衡、電容電荷平衡原則和小波紋近似法 13
2.1.3 Boost變換器 18
2.1.4 Buck-Boost變換器 21
2.2 Cuk、Sepic和Zeta變換器 23
2.2.1 Cuk變換器 23
2.2.2 Sepic變換器 26
2.2.3 Zeta變換器 29
2.3 6種DC-DC開關變換器基本電路比較 31
2.4 穩態等效電路模型 32
2.4.1 直流變壓器模型 32
2.4.2 電感銅損耗 34
2.4.3 構建等效電路模型 36
2.5 如何對脈衝輸入端建模 39
第3章 非連續導電模式的穩態分析 43
3.1 Buck變換器非連續導電模式的臨界條件 43
3.2 Boost變換器非連續導電模式的臨界條件 50
3.3 Buck-Boost變換器 55
3.4 Cuk變換器 58
3.5 Zeta變換器 60
3.6 Sepic變換器 62
第4章 電力電子器件 67
4.1 電力電子器件概述 67
4.1.1 簡介 67
4.1.2 電力電子器件的發展 68
4.1.3 電力電子器件的分類 69
4.2 功率二極體 69
4.2.1 PN結 69
4.2.2 PN結的電容效應 70
4.2.3 PN結的反向擊穿 71
4.3 功率二極體的結構及特性 71
4.3.1 功率二極體穩態伏安特性 72
4.3.2 功率二極體開關特性 73
4.3.3 功率二極體性能參數 74
4.3.4 功率二極體的分類 75
4.4 晶閘管 76
4.4.1 晶閘管的結構 76
4.4.2 晶閘管的工作原理 77
4.4.3 晶閘管的基本特性 78
4.4.4 晶閘管的主要參數 80
4.5 晶閘管的派生器件 81
4.6 功率場效應管 84
4.6.1 基本結構與工作原理 84
4.6.2 多元集成結構 86
4.6.3 MOSFET的靜態特性 86
4.6.4 MDSFET的動態特性 88
4.6.5 安全工作區 89
4.7 功率MOSFET新進展 91
4.7.1 CoolMOS 91
4.7.2 低壓低通態電阻MOSFET 93
4.8 大功率電晶體 94
4.8.1 結構 94
4.8.2 工作特性 95
4.8.3 GTR的主要參數 96
4.8.4 GTR的二次擊穿現象與安全工作區 97
4.9 絕緣柵雙極型電晶體 98
4.9.1 IGBT基本結構 98
4.9.2 IGBT與功率MOSFET的比較 99
4.9.3 IGBT的工作原理 99
4.9.4 IGBT的特性 101
4.9.5 IGBT的開關特性 102
4.9.6 IGBT的安全工作區 103
4.10 幾種新型IGBT介紹 104
4.10.1 IGBT製造技術的發展歷史 104
4.10.2 穿通型IGBT 105
4.10.3 非穿通型IGBT特性 105
4.10.4 逆阻型IGBT 106
4.10.5 溝槽終止型與場終止型IGBT 106
4.11 其他新型電力電子器件概述 107
第5章 開關電路 109
5.1 開關電路變換 109
5.1.1 交換源與負載 109
5.1.2 開關電路的級聯 110
5.1.3 三端單元的旋轉 112
5.2 開關電路簡單列舉 114
5.3 具有變壓器隔離的變換電路 117
5.3.1 全橋與半橋隔離式Buck電路 118
5.3.2 正激式變換器 123
5.3.3 Buck衍生的推挽式開關電路 127
5.3.4 反激式開關電路 128
5.3.5 Boost電路衍生的隔離式開關電路 130
5.3.6 隔離式Sepic和Cuk電路 132
5.1 開關電路變換 109
5.1.1 交換源與負載 109
5.1.2 開關電路的級聯 110
5.1.3 三端單元的旋轉 112
5.2 開關電路簡單列舉 114
5.3 具有變壓器隔離的變換電路 117
5.3.1 全橋與半橋隔離式Buck電路 118
5.3.2 正激式變換器 123
5.3.3 Buck衍生的推挽式開關電路 127
5.3.4 反激式開關電路 128
5.3.5 Boost電路衍生的隔離式開關電路 130
5.3.6 隔離式Sepic和Cuk電路 132
第6章 開關電源占空比控制晶片原理 137
6.1 開關電源系統的隔離技術 137
6.2 開關電源控制晶片 138
6.3 電壓模式控制晶片 138
6.4 電流模式控制電路 140
6.5 軟開關電源集成控制器 145
6.6 單片開關電源 151
6.6.1 TOPSwitch-II系列單片開關電源的性能特點 152
6.6.2 TOPSwitch-II系列單片開關電源的工作原理 153
6.6.3 TOPSwitch-FX系列單片開關電源 158
6.6.4 Topswitch-GX第四代單片開關電源 163
6.1 開關電源系統的隔離技術 137
6.2 開關電源控制晶片 138
6.3 電壓模式控制晶片 138
6.4 電流模式控制電路 140
6.5 軟開關電源集成控制器 145
6.6 單片開關電源 151
6.6.1 TOPSwitch-II系列單片開關電源的性能特點 152
6.6.2 TOPSwitch-II系列單片開關電源的工作原理 153
6.6.3 TOPSwitch-FX系列單片開關電源 158
6.6.4 Topswitch-GX第四代單片開關電源 163
第7章 小信號開關電路的建模方法 164
7.1 簡介 164
7.2 基本的交流建模方法 166
7.2.1 對電感的波形求均值 167
7.2.2 近似均值的討論 167
7.2.3 對電容電流參數的波形求均值 168
7.2.4 對輸入電流求均值 169
7.2.5 微擾和線性化 169
7.2.6 小信號等效電路模型的構成 171
7.2.7 關於微擾和線性化過程的討論 173
7.2.8 基本變換器的小信號等效模型 174
7.2.9 非理想反激式的小信號等效模型 175
7.3 狀態空間平均 179
7.3.1 網路的狀態方程 179
7.3.2 基本的狀態空間平均模型 180
7.3.3 狀態空間平均結果的討論 182
7.4 電路平均和平均開關建模 187
7.4.1 獲得時不變電路 189
7.4.2 電路平均 189
7.4.3 微擾和線性化 190
7.4.4 三端開關網路 193
7.5 開關電路統一的電路模型 196
7.6 脈寬調製器的小信號模型 198
7.1 簡介 164
7.2 基本的交流建模方法 166
7.2.1 對電感的波形求均值 167
7.2.2 近似均值的討論 167
7.2.3 對電容電流參數的波形求均值 168
7.2.4 對輸入電流求均值 169
7.2.5 微擾和線性化 169
7.2.6 小信號等效電路模型的構成 171
7.2.7 關於微擾和線性化過程的討論 173
7.2.8 基本變換器的小信號等效模型 174
7.2.9 非理想反激式的小信號等效模型 175
7.3 狀態空間平均 179
7.3.1 網路的狀態方程 179
7.3.2 基本的狀態空間平均模型 180
7.3.3 狀態空間平均結果的討論 182
7.4 電路平均和平均開關建模 187
7.4.1 獲得時不變電路 189
7.4.2 電路平均 189
7.4.3 微擾和線性化 190
7.4.4 三端開關網路 193
7.5 開關電路統一的電路模型 196
7.6 脈寬調製器的小信號模型 198
第8章 開關電路的傳輸函式及控制部分設計 201
8.1 波特圖回顧 201
8.1.1 單實極點回響 201
8.1.2 單實零點回響 203
8.1.3 較複雜的傳輸函式 205
8.2 雙極點二次函式 206
8.3 二型誤差放大器 208
8.4 三型誤差放大器 210
8.5 變換器的傳輸函式分析 212
8.6 開關電源控制的設計 218
8.6.1 引言 218
8.6.2 反饋對傳輸函式的影響 219
8.7 穩定性 221
8.7.1 相位判據 222
8.7.2 相位裕量與品質因數的關係 223
8.8 補償器的設計 223
8.8.1 簡介 223
8.8.2 利用二型三型誤差放大器做補償放大器 224
8.8.3 超前補償器 225
8.8.4 滯後補償器 226
8.8.5 滯後超前補償器 227
8.9 設計實例 228
8.1 波特圖回顧 201
8.1.1 單實極點回響 201
8.1.2 單實零點回響 203
8.1.3 較複雜的傳輸函式 205
8.2 雙極點二次函式 206
8.3 二型誤差放大器 208
8.4 三型誤差放大器 210
8.5 變換器的傳輸函式分析 212
8.6 開關電源控制的設計 218
8.6.1 引言 218
8.6.2 反饋對傳輸函式的影響 219
8.7 穩定性 221
8.7.1 相位判據 222
8.7.2 相位裕量與品質因數的關係 223
8.8 補償器的設計 223
8.8.1 簡介 223
8.8.2 利用二型三型誤差放大器做補償放大器 224
8.8.3 超前補償器 225
8.8.4 滯後補償器 226
8.8.5 滯後超前補償器 227
8.9 設計實例 228
第9章 磁性元件 237
9.1 磁性材料的基本特性 237
9.1.1 磁場的基本物理量 237
9.1.2 磁路的歐姆定律 238
9.1.3 磁性材料的磁特性及其功率損耗 239
9.1.4 線圈中的渦流 241
9.2 幾種常用磁性器件 243
9.2.1 直流輸出濾波電感 243
9.2.2 交流電感 243
9.2.3 耦合電感 244
9.2.4 變壓器 244
9.2.5 反激式變壓器 245
9.3 濾波電感設計 245
9.3.1 濾波電感設計的基本約束條件 245
9.3.2 濾波電感鐵芯的幾何常數 247
9.3.3 濾波電感的設計流程 247
9.3.4 多繞組電感的設計 248
9.3.5 濾波電感設計舉例 249
9.4 變壓器設計 251
9.4.1 變壓器設計的基本約束條件 251
9.4.2 變壓器的設計流程 253
9.4.3 變壓器設計舉例 254
9.1 磁性材料的基本特性 237
9.1.1 磁場的基本物理量 237
9.1.2 磁路的歐姆定律 238
9.1.3 磁性材料的磁特性及其功率損耗 239
9.1.4 線圈中的渦流 241
9.2 幾種常用磁性器件 243
9.2.1 直流輸出濾波電感 243
9.2.2 交流電感 243
9.2.3 耦合電感 244
9.2.4 變壓器 244
9.2.5 反激式變壓器 245
9.3 濾波電感設計 245
9.3.1 濾波電感設計的基本約束條件 245
9.3.2 濾波電感鐵芯的幾何常數 247
9.3.3 濾波電感的設計流程 247
9.3.4 多繞組電感的設計 248
9.3.5 濾波電感設計舉例 249
9.4 變壓器設計 251
9.4.1 變壓器設計的基本約束條件 251
9.4.2 變壓器的設計流程 253
9.4.3 變壓器設計舉例 254
第10章 軟開關變換器簡介 258
10.1 硬開關損耗 258
10.2 高頻化與軟開關 259
10.3 諧振開關的類型 259
10.3.1 準諧振開關電路 259
10.3.2 零開關PWM電路 262
10.3.3 零轉換PWM電路 265
附錄 常用符號及縮略語 270
10.1 硬開關損耗 258
10.2 高頻化與軟開關 259
10.3 諧振開關的類型 259
10.3.1 準諧振開關電路 259
10.3.2 零開關PWM電路 262
10.3.3 零轉換PWM電路 265
附錄 常用符號及縮略語 270
參考文獻 272
