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第1章 电力电子器件、电路、拓扑及控制1

1.1 电力电子学1

1.2 功率器件技术的发展2

1.3 电力电子电路拓扑4

1.3.1 开关过程4

1.3.2 基本开关单元5

1.3.3 电力电子学中的电路拓扑6

1.4 脉宽调制8

1.5 典型电力电子变换器及其应用13

1.6 电力电子学中的瞬态过程及本书结构14

参考文献14

第2章 电力电子系统中的宏观和微观因素17

2.1 引言17

2.2 微电子技术与电力电子技术19

2.2.1 了解半导体物理学19

2.2.2 评述半导体器件21

2.3 短时瞬态过程研究的最新进展23

2.3.1 脉冲的定义24

2.3.2 脉冲能量与脉冲功率26

2.4 典型的影响因素与瞬态过程30

2.4.1 失效机制30

2.4.2 主电路的各个部分33

2.4.3 相互影响的控制模块与功率系统35

2.5 短时瞬态过程的研究方法35

2.6 小结36

参考文献37

第3章 功率半导体器件、功率集成电路及其短时瞬态分析40

3.1 半导体器件的主要特点40

3.2 半导体器件建模方法41

3.2.1 二极管混合模型41

3.3 IGBT42

3.4 IGCT44

3.5 碳化硅结型场效应晶体管45

3.6 系统级SOA（安全工作区）49

3.6.1 实例1：三电平DC-AC逆变器的系统级SOA49

3.6.2 实例2：双向DC-DC变换器的系统级SOA51

3.6.3 实例3：EV电池充电器的系统级SOA51

3.7 软开关控制及其在大功率变换器中的应用55

3.7.1 实例4：双移相控制中的ZCS55

3.7.2 实例5：EV充电器中的软开关与硬开关控制56

参考文献57

第4章 电力电子学在电动车与混合动力电动车中的应用60

4.1 电动车与混合动力电动车简介60

4.2 HEV的结构与控制61

4.3 HEV中的电力电子技术62

4.3.1 HEV中的整流器63

4.3.2 HEV用Buck变换器67

4.3.3 非隔离型双向DC-DC变换器69

4.3.4 交流异步电动机控制73

4.4 EV和PHEV中的电池充电器79

4.4.1 单向充电器79

4.4.2 感应充电器90

4.4.3 无线充电器94

4.4.4 PHEV电池充电器的优化96

4.4.5 双向充电器及其控制99

参考文献108

第5章 电力电子学在替代能源和先进电力系统中的应用111

5.1 典型替代能源系统111

5.2 替代能源系统中的瞬态过程111

5.2.1 动态过程1：太阳能发电系统的MPPT控制112

5.2.2 并网系统的动态过程114

5.2.3 风力发电系统118

5.3 电力电子技术、替代能源和未来的微网系统121

5.4 多能源系统中的动态过程125

5.5 替代能源系统的分析方法与控制特点128

5.6 电力电子技术在先进电力系统中的应用129

5.6.1 静止无功补偿器和静止同步补偿器130

5.6.2 超导磁储能系统131

参考文献133

第6章 电力电子学在电池管理系统中的应用136

6.1 电力电子学在可充电电池系统中的应用136

6.2 电池充电管理137

6.2.1 脉冲充电137

6.2.2 反射式快速充电138

6.2.3 变电流间歇充电139

6.2.4 变电压间歇充电139

6.2.5 先进间歇充电140

6.2.6 实用充电方案140

6.3 电池单元均衡144

6.3.1 为电池组增加均衡充电阶段146

6.3.2 分流法——耗散均衡法147

6.3.3 电抗器切换法147

6.3.4 飞跨电容法148

6.3.5 感性（多绕组变压器）平衡法148

6.3.6 专用集成电路充电平衡法149

6.3.7 DC-DC变换器平衡法149

6.4 电池电力电子系统中的SOA151

6.4.1 考虑电池阻抗和温度，改善系统级SOA151

6.4.2 不同温度下与其他元件的相互作用153

参考文献156

第7章 死区效应与最小脉宽158

7.1 DC-AC逆变器中的死区效应159

7.1.1 死区效应160

7.2 DC-DC变换器中的死区效应163

7.2.1 移相式双重有源桥式双向DC-DC变换器163

7.2.2 DAB双向DC-DC变换器中的死区效应166

7.3 死区补偿控制策略174

7.4 最小脉宽179

7.4.1 MPW的设定182

7.5 小结184

参考文献185

第8章 电力电子系统中的调制误差187

8.1 信息流与功率流之间的调制误差187

8.2 功率半导体器件在开关过程中的调制误差188

8.2.1 串联半导体开关的电压平衡电路189

8.2.2 伴随发生的短时瞬态过程194

8.3 DC-AC逆变器中的调制误差201

8.4 DC-DC变换器中的调制误差204

8.5 小结214

参考文献214

第9章 电力电子技术未来发展趋势216

9.1 新材料与新器件216

9.2 电路拓扑、系统及应用221

9.3 无源元件224

9.4 电力电子封装技术226

9.5 电力载波通信229

9.6 未来电力电子系统中的瞬态过程229

参考文献230