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第Ⅰ部分 电源变换器稳态特性2

第1章 电源变换器稳态分析原理2

1.1 引言2

1.2 电感伏秒平衡、电容安秒平衡及小扰动近似4

1.3 典型Boost变换器7

1.4 典型Cuk变换器11

1.5 输出电压扰动估计14

习题116

第2章 稳态等效电路分析18

2.1 直流变压器模型18

2.2 含电感铜损的模型19

2.3 等效模型构成22

2.3.1 电感电压方程22

2.3.2 电容电流方程22

2.3.3 完整电路模型22

2.3.4 效率23

2.4 含半导体损耗等效模型24

2.5 仿真示例26

习题228

第3章 不连续导通模式30

3.1 不连续导通模式的原因及临界值30

3.2 变换率分析33

3.3 Boost变换器举例36

3.4 变换器DCM仿真40

3.4.1 Buck变换器DCM仿真40

3.4.2 Boost变换器DCM仿真41

习题342

第4章 电源变换器电路44

4.1 电路变换44

4.1.1 负载和电源倒置44

4.1.2 变换器级联45

4.1.3 三端元件旋转47

4.1.4 负载差分连接48

4.2 单、双电感变换器51

4.3 隔离变换器54

4.3.1 桥式变换器56

4.3.2 正激变换器60

4.3.3 推挽变换器64

4.3.4 反激变换器66

4.3.5 Sepic和Cuk变换器68

4.3.6 Sepic和Cuk变换器仿真70

习题472

第Ⅱ部分 电源变换器动态特性74

第5章 交流等效电路分析74

5.1 交流等效模型74

5.2 扰动与线性化79

5.3 小信号等效电路模型82

5.4 应用举例——非理想反激变换器84

5.5 标准电路模型90

5.6 脉宽调制PWM模型94

习题596

第6章 电源变换器传递函数97

6.1 概述97

6.2 Bode图特性98

6.2.1 单极点100

6.2.2 单零点104

6.2.3 右半平面零点：非最小项零点105

6.2.4 频域逆105

6.2.5 特性组合107

6.2.6 平方极点响应：谐振109

6.2.7 低Q值近似113

6.3 变换器传递函数分析115

6.4 阻抗分析121

6.4.1 串联阻抗121

6.4.2 串联谐振122

6.4.3 并联阻抗124

6.4.4 并联谐振125

6.4.5 传递函数与阻抗126

6.5 变换器应用举例129

习题6132

第7章 控制器设计133

7.1 概述133

7.2 传递函数负反馈134

7.3 重要参数1/（1＋T）和 T/（1＋T）137

7.4 稳定性139

7.4.1 相角裕度140

7.4.2 相角裕度与品质因数Q141

7.4.3 瞬态响应与品质因数Q143

7.5 控制器设计144

7.5.1 超前PD补偿145

7.5.2 滞后PI补偿147

7.5.3 组合PID补偿148

7.5.4 设计举例149

7.6 Buck变换器控制器设计154

7.6.1 变换器设计要求154

7.6.2 变换器参数计算与选择154

7.6.3 开环控制155

7.6.4 闭环控制156

习题7161

第8章 输入滤波器设计163

8.1 EMI和输入滤波器163

8.2 输入滤波器的影响166

8.3 含输入滤波器的Buck变换器167

8.3.1 无阻尼输入滤波167

8.3.2 阻尼输入滤波172

8.4 阻尼输入滤波器设计173

8.4.1 Rf-Cb并联阻尼174

8.4.2 Rf-Lb并联阻尼176

8.4.3 Rf｜｜Lb串联阻尼177

8.4.4 级联滤波器177

习题8178

第Ⅲ部分 磁与磁路原理181

第9章 磁路基本理论181

9.1 磁与磁路基础181

9.1.1 基本关系181

9.1.2 磁路185

9.2 变压器模型187

9.2.1 理想变压器187

9.2.2 磁化电感187

9.2.3 漏感189

9.3 磁路损耗190

9.3.1 铁损190

9.3.2 低频铜损192

9.4 典型磁性器件192

9.4.1 滤波电感192

9.4.2 交流电感193

9.4.3 变压器194

9.4.4 单端反激变压器194

习题9195

第10章 电感设计197

10.1 滤波电感197

10.2 设计步骤200

10.3 多绕组磁性器件设计201

10.3.1 窗口面积配置201

10.3.2 耦合电感设计204

10.3.3 设计步骤206

10.4 应用举例207

10.4.1 双路输出正激变换器207

10.4.2 连续导通模式反激变压器209

习题10213

第11章 变压器设计214

11.1 变压器设计基本条件214

11.1.1 磁芯损耗214

11.1.2 磁通密度214

11.1.3 铜损215

11.1.4 总损耗216

11.1.5 磁通密度优化216

11.2 设计步骤217

11.3 应用举例：单输出隔离型Cuk变换器218

习题11221

第Ⅳ部分 新能源发电及变换器应用223

第12章 风力发电技术223

12.1 概述223

12.2 工作原理及特性224

12.2.1 风力机224

12.2.2 发电机225

12.2.3 功率特性227

12.3 电源变换器在风力发电中的应用228

习题12230

第13章 光伏发电技术231

13.1 概述231

13.1.1 独立型光伏发电系统231

13.1.2 并网型光伏发电系统232

13.1.3 混合型光伏发电系统232

13.2 工作原理及特性232

13.2.1 光伏电池的发电原理233

13.2.2 光伏阵列的输出特性235

13.3 电源变换器在光伏发电中的应用237

习题13238

第14章 氢燃料电池发电技术239

14.1 概述239

14.2 PEMFC运行原理及特性240

14.2.1 PEMFC运行原理240

14.2.2 PEMFC运行特性241

14.3 电源变换技术在燃料电池上的应用243

习题14245

参考文献246