內(nèi)容簡介:    《高等電力電子技術(shù)》是編者根據(jù)電力電子技術(shù)教學(xué)與科研經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)、研究國內(nèi)外教材及相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上編寫而成的，適用于“電力電子技術(shù)”課程的研究生教學(xué)，是對相關(guān)本科教材的深入與完善。本書以“電力電子技術(shù)”理論為基礎(chǔ)，從電力電子系統(tǒng)研究與技術(shù)角度出發(fā)，深入淺出地討論了電力電子器件、電力電子拓?fù)浠A(chǔ)、開關(guān)變換器的建模、控制系統(tǒng)設(shè)計、空間矢量PWM 技術(shù)、電力電子技術(shù)MATLAB仿真、軟開關(guān)變換器、電力電子裝置中的電磁器件與電磁兼容以及電力電子器件的熱設(shè)計等內(nèi)容，為電力電子功率變換系統(tǒng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。<br>    《高等電力電子技術(shù)》可作為電氣工程及自動化等專業(yè)和相關(guān)研究方向的研究生課程教材，同時也可作為本科生和從事電力電子技術(shù)及相關(guān)研究的工程技術(shù)人員的參考書。

作者簡介:    前言

    第1章 電力電子半導(dǎo)體器件1

    1.1 電力電子器件發(fā)展概述1

    1.1.1 功率二極管1

    1.1.2 晶閘管3

    1.1.3 電力晶體管4

    1.2 功率MOSFET4

    1.2.1 溝槽型MOSFET4

    1.2.2 “超級結(jié)”結(jié)構(gòu)5

    1.2.3 COOLMOS6

    1.3 絕緣柵雙極型晶體管7

    1.3.1 應(yīng)用于IGBT的新器件制造技術(shù)8

    1.3.2 穿通型IGBT9

    1.3.3 非穿通型IGBT9

    1.3.4 場終止型IGBT10

    1.3.5 其他新型IGBT11

    1.4 集成門極換向晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理11

    1.4.1 IGCT的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)11

    1.4.2 IGCT的工作原理13

    1.5 電力電子器件新材料14

    1.5.1 碳化硅材料和碳化硅電力電子器件14

    1.5.2 砷化鎵器件18

    1.5.3 金剛石電力電子器件18

    1.6 電力電子集成技術(shù)18

    1.6.1 集成技術(shù)的不同層次和形式19

    1.6.2 電力電子集成發(fā)展面臨的技術(shù)問題20

    參考文獻(xiàn)21



    第2章 電力電子拓?fù)浠A(chǔ)23

    2.1 開關(guān)變換器拓?fù)涓攀?3

    2.1.1 開關(guān)變換器的基本拓?fù)?3

    2.1.2 開關(guān)變換器拓?fù)涞幕鹃_關(guān)單元26

    2.1.3 基本開關(guān)變換器的拓?fù)浣M合規(guī)則28

    2.2 開關(guān)變換器拓?fù)涞膶ε挤ㄔO(shè)計33

    2.2.1 平面電路的對偶及其對偶規(guī)則33

    2.2.2 開關(guān)變換器的對偶設(shè)計37

    2.3 開關(guān)變換器拓?fù)涞娜碎_關(guān)模型法設(shè)計45

    2.3.1 基本DCDC開關(guān)變換器“三端開關(guān)”模型電路45

    2.3.2 三端開關(guān)模型的軟開關(guān)變換電路48

    2.3.3 PWM軟開關(guān)變換器模型電路53

    2.4 開關(guān)變換器的拓?fù)浏B加設(shè)計54

    2.4.1 基本開關(guān)變換器級聯(lián)疊加的基本規(guī)則55

    2.4.2 基本開關(guān)變換器的級聯(lián)疊加設(shè)計舉例56

    2.4.3 DC DC開關(guān)變換器級聯(lián)疊加時的功率開關(guān)單元拓?fù)浜喕?8

    2.4.4 DC AC開關(guān)變換器基本單元的拓?fù)浏B加設(shè)計62

    參考文獻(xiàn)67



    第3章 開關(guān)變換器的建模分析69

    3.1 概述69

    3.2 狀態(tài)空間平均法70

    3.2.1 狀態(tài)空間的基本定義71

    3.2.2 開關(guān)變換器的狀態(tài)方程72

    3.2.3 連續(xù)導(dǎo)通模式下的狀態(tài)空間平均法77

    3.2.4 不連續(xù)導(dǎo)通模式時的狀態(tài)空間平均法78

    3.3 PWM開關(guān)模型法83

    3.3.1 PWM開關(guān)的基本定義83

    3.3.2 PWM開關(guān)的端口特性84

    3.3.3 PWM開關(guān)的等效電路模型85

    3.3.4 開關(guān)變換器的PWM開關(guān)模型86

    3.4 等效變壓器法89

    3.4.1 開關(guān)電路的等效變壓器描述89

    3.4.2 三相VSR等效變壓器dq模型電路91

    3.4.3 三相VSR動靜態(tài)特性分析94

    3.5 開關(guān)變換器離散平均模型104

    3.5.1 離散化原理和建模分析105

    3.5.2 開關(guān)變換器的離散平均模型106

    參考文獻(xiàn)110



    第4章 控制系統(tǒng)設(shè)計113

    4.1 引言113

    4.2 控制結(jié)構(gòu)設(shè)計114

    4.2.1 問題的提出114

    4.2.2 基于LCL的VSR內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計117

    4.2.3 基于LC的VSI內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計121

    4.3 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計124

    4.3.1 問題提出125

    4.3.2 同步坐標(biāo)系下的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計126

    4.3.3 靜止坐標(biāo)系下的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計132

    4.3.4 不同坐標(biāo)系下調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)比較134

    4.4 控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計136

    4.4.1 基于連續(xù)域的調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計137

    4.4.2 基于離散域的調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計143

    參考文獻(xiàn)158



    第5章 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)160

    5.1 二維空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)160

    5.1.1 三相VSR空間電壓矢量分布163

    5.1.2 空間電壓矢量的合成164

    5.2 三維空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)166

    5.2.1 三維空間矢量概述167

    5.2.2 三相四橋臂逆變器的靜止電壓矢量167

    5.2.3 三維空間矢量軌跡合成169

    5.3 三電平空間矢量PWM技術(shù)175

    5.3.1 三電平空間矢量概述175

    5.3.2 查表式SVPWM矢量發(fā)生177

    5.3.3 基于參考電壓分解的SVPWM簡化算法182

    5.4 三值邏輯空間矢量PWM技術(shù)189

    5.4.1 三值邏輯PWM信號發(fā)生190

    5.4.2 三值邏輯空間矢量PWM信號發(fā)生192

    5.4.3 低電壓應(yīng)力三值邏輯PWM信號發(fā)生197

    參考文獻(xiàn)202



    第6章 電力電子技術(shù)MATLAB仿真204

    6.1 概述204

    6.1.1 電力電子系統(tǒng)的仿真204

    6.1.2 電力電子技術(shù)常用仿真軟件205

    6.2 Simulink仿真技術(shù)與模型庫207

    6.2.1 Simulink仿真環(huán)境208

    6.2.2 Simulink模型庫簡介222

    6.2.3 PowerSystem模型庫簡介223

    6.3 電力電子典型器件的MATLAB仿真224

    6.3.1 電力二極管的仿真225

    6.3.2 晶閘管的仿真227

    6.3.3 門極可關(guān)斷晶閘管的仿真230

    6.3.4 絕緣柵雙極型晶體管的仿真232

    6.4 電力電子典型電路的MATLAB仿真235

    6.4.1 直流斬波電路的仿真235

    6.4.2 三相逆變電路的仿真238

    6.4.3 三相橋式整流電路的仿真242

    6.4.4 交流調(diào)壓電路的仿真246

    6.5 電力電子典型系統(tǒng)的仿真247

    6.5.1 引言247

    6.5.2 直流斬波電路控制系統(tǒng)的仿真248

    6.5.3 三相逆變電路控制系統(tǒng)的仿真251

    參考文獻(xiàn)260



    第7章 軟開關(guān)變換器261

    7.1 概述261

    7.1.1 功率器件的開關(guān)過程262

    7.1.2 軟開關(guān)的分類及特征262

    7.2 零轉(zhuǎn)換PWM變換器266

    7.2.1 基本的零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器266

    7.2.2 改進(jìn)的零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器267

    7.2.3 基本的零電流轉(zhuǎn)換PWM變換器269

    7.2.4 改進(jìn)的零電流轉(zhuǎn)換PWM變換器271

    7.2.5 零轉(zhuǎn)換PWM變換器的應(yīng)用273

    7.3 移相控制ZVSPWM全橋變換器276

    7.3.1 移相控制ZVSPWM全橋變換器工作原理276

    7.3.2 移相控制ZVSPWM全橋變換器軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件278

    7.3.3 移相控制ZVSPWM全橋變換器的占空比丟失279

    7.3.4 移相控制ZVSPWM全橋變換器的優(yōu)缺點(diǎn)分析280

    7.4 移相控制ZVZCSPWM全橋變換器280

    7.4.1 變壓器一次側(cè)加飽和電感和隔直電容的ZVZCS變換器281

    7.4.2 二次側(cè)有源鉗位ZVZCS全橋變換器285

    7.4.3 其他典型ZVZCS全橋變換器289

    參考文獻(xiàn)295



    第8章 電力電子裝置中的電磁器件與電磁兼容性297

    8.1 概述297

    8.2 電磁器件的特點(diǎn)和基本概念298

    8.2.1 磁性材料的特性298

    8.2.2 磁性材料的工作狀態(tài)299

    8.2.3 幾種常用磁性材料299

    8.2.4 電力電子裝置中的常用電磁器件300

    8.3 電磁器件的設(shè)計304

    8.3.1 變壓器設(shè)計304

    8.3.2 電抗器設(shè)計306

    8.3.3 高頻電磁器件的設(shè)計舉例308

    8.4 磁性器件的測試311

    8.4.1 變壓比測量311

    8.4.2 極性測試312

    8.4.3 輸入阻抗測試312

    8.4.4 電感與漏感測試313

    8.4.5 變壓器絕緣電阻和抗電強(qiáng)度測試317

    8.4.6 溫升測試方法317

    8.5 電力電子裝置中的電磁兼容問題318

    8.5.1 電力電子技術(shù)中電磁干擾問題318

    8.5.2 電力電子技術(shù)中電磁干擾與電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)319

    8.5.3 電力電子裝置中的電磁干擾源320

    8.5.4 電力電子技術(shù)中的電磁兼容設(shè)計325

    參考文獻(xiàn)334



    第9章 電力電子器件的熱設(shè)計336

    9.1 穩(wěn)態(tài)熱阻與瞬態(tài)熱阻336

    9.1.1 穩(wěn)態(tài)熱阻336

    9.1.2 瞬態(tài)熱阻339

    9.2 耗散功率與結(jié)溫340

    9.2.1 開關(guān)器件的功率損耗340

    9.2.2 VVVF變頻器中功率器件耗散功率的分析343

    9.2.3 結(jié)溫344

    9.3 散熱器常用的冷卻方式及特點(diǎn)346

    參考文獻(xiàn)351

    附錄352 

目錄:前言<br>第1章  電力電子半導(dǎo)體器件<br>1.1  電力電子器件發(fā)展概述<br>1.1.1  功率二極管<br>1.1.2  晶閘管<br>1.1.3  電力晶體管<br>1.2  功率MOSFET<br>1.2.1  溝槽型MOSFET<br>1.2.2  “超級結(jié)”結(jié)構(gòu)<br>1.2.3  COOLMOS<br>1.3  絕緣柵雙極型晶體管<br>1.3.1  應(yīng)用于IGBT的新器件制造技術(shù)<br>1.3.2  穿通型IGBT<br>1.3.3  非穿通型IGBT<br>1.3.4  場終止型IGBT<br>1.3.5  其他新型IGBT<br>1.4  集成門極換向晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理<br>1.4.1  IGCT的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)<br>1.4.2  IGCT的工作原理<br>1.5  電力電子器件新材料<br>1.5.1  碳化硅材料和碳化硅電力電子器件<br>1.5.2  砷化鎵器件<br>1.5.3  金剛石電力電子器件<br>1.6  電力電子集成技術(shù)<br>1.6.1  集成技術(shù)的不同層次和形式<br>1.6.2  電力電子集成發(fā)展面臨的技術(shù)問題<br>參考文獻(xiàn)<br>第2章  電力電子拓?fù)浠A(chǔ)<br>2.1  開關(guān)變換器拓?fù)涓攀?lt;br>2.1.1  開關(guān)變換器的基本拓?fù)?lt;br>2.1.2  開關(guān)變換器拓?fù)涞幕鹃_關(guān)單元<br>2.1.3  基本開關(guān)變換器的拓?fù)浣M合規(guī)則<br>2.2  開關(guān)變換器拓?fù)涞膶ε挤ㄔO(shè)計<br>2.2.1  平面電路的對偶及其對偶規(guī)則<br>2.2.2  開關(guān)變換器的對偶設(shè)計<br>2.3  開關(guān)變換器拓?fù)涞娜碎_關(guān)模型法設(shè)計<br>2.3.1  基本DC?DC開關(guān)變換器“三端開關(guān)”模型電路<br>2.3.2  三端開關(guān)模型的軟開關(guān)變換電路<br>2.3.3  PWM軟開關(guān)變換器模型電路<br>2.4  開關(guān)變換器的拓?fù)浏B加設(shè)計<br>2.4.1  基本開關(guān)變換器級聯(lián)疊加的基本規(guī)則<br>2.4.2  基本開關(guān)變換器的級聯(lián)疊加設(shè)計舉例<br>2.4.3  DC  DC開關(guān)變換器級聯(lián)疊加時的功率開關(guān)單元拓?fù)浜喕?lt;br>2.4.4  DC  AC開關(guān)變換器基本單元的拓?fù)浏B加設(shè)計<br>參考文獻(xiàn)<br>第3章  開關(guān)變換器的建模分析<br>3.1  概述<br>3.2  狀態(tài)空間平均法<br>3.2.1  狀態(tài)空間的基本定義<br>3.2.2  開關(guān)變換器的狀態(tài)方程<br>3.2.3  連續(xù)導(dǎo)通模式下的狀態(tài)空間平均法<br>3.2.4  不連續(xù)導(dǎo)通模式時的狀態(tài)空間平均法<br>3.3  PWM開關(guān)模型法<br>3.3.1  PWM開關(guān)的基本定義<br>3.3.2  PWM開關(guān)的端口特性<br>3.3.3  PWM開關(guān)的等效電路模型<br>3.3.4  開關(guān)變換器的PWM開關(guān)模型<br>3.4  等效變壓器法<br>3.4.1  開關(guān)電路的等效變壓器描述<br>3.4.2  三相VSR等效變壓器dq模型電路<br>3.4.3  三相VSR動靜態(tài)特性分析<br>3.5  開關(guān)變換器離散平均模型<br>3.5.1  離散化原理和建模分析<br>3.5.2  開關(guān)變換器的離散平均模型<br>參考文獻(xiàn)<br>……<br>第4章  控制系統(tǒng)設(shè)計<br>第5章  空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)<br>第6章  電力電子技術(shù)MATLAB仿真<br>第7章  軟開關(guān)變換器<br>第8章  電力電子裝置中的電磁器件與電磁兼容性<br>第9章  電力電子器件的熱設(shè)計<br>附錄