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第一章 单相有源功率因数校正器1

1.1 概述1

1.1.1 AC/DC变换器输入电流的谐波分量1

1.1.2 功率因数(PF)和总谐波畸变(THD)的定义2

1.1.3 提高AC/DC变换器输入侧功率因数的主要思路3

1.1.4 有关谐波标准4

1.2 基本Boost型PFC电路4

1.2.1 PFC电路的工作原理4

1.2.2 占空比的瞬态表达式6

1.2.3 理想模型7

1.2.4 电感L的设计8

1.3 PFC电路的解析分析法9

1.3.1 直流等效分析法9

1.3.2 低频分析法(市电频率分析法)11

1.3.3 高频分析法(载波频率分析法)12

1.4 PFC电路的控制技术15

1.4.1 DCM工作模式的控制技术15

1.4.2 CCM工作模式的电流型控制技术16

1.5 改进的PFC电路18

1.5.1 ZVT-Boost型PFC电路18

1.5.2 Buck+Boost型PFC电路20

1.5.3 DCM反激式PFC电路21

参考文献22

第二章 带有功率因数校正的单级开关变换器23

2.1 概述23

2.1.1 BIFRED电路的工作原理23

2.1.2 S4PFC-AC/DC 变换器的直流母线电压应力分析24

2.2.1 S4PFC反激变换器及直流母线电压反馈的概念26

2.2 带有直流母线电压反馈的S4PFC反激变换器26

2.2.2 电路分析27

2.2.3 电路设计29

2.3 调宽-调频式S4PFC-正激变换器31

2.3.1 电路的主要特性32

2.3.2 低导通损耗式S4PFC-正激变换器33

2.4 CCM式S4PFC-正激变换器34

2.4.1 CCM-PFC电路的分析35

2.4.2 改进后的有辅助开关的CCMS4-PFC变换器36

2.5 两类PFC-正激变换器的设计38

2.6 单级PFC-半桥变换器41

2.6.1 Dither电路41

2.6.2 改进的Dither电路43

2.6.3 仿真分析44

2.6.4 实验电路及设计45

2.7 单级PFC-软开关-全桥逆变器46

2.7.1 新型控制方式(不带ZVT)47

2.7.2 高输入功率因数48

2.7.3 软开关技术48

2.7.4 仿真结果49

2.7.5 改进电路49

参考文献51

第三章 DC/DC电源中的软开关技术52

3.1 概述52

3.2 ZCS-PWM和ZVS-PWM软开关变换技术54

3.2.1 ZCS-PWM软开关变换技术54

3.2.2 ZVS-PWM变换技术56

3.3.1 ZCT-PWM变换器58

3.3 零过渡PWM软开关技术58

3.3.2 ZVT-PWM变换器61

3.4 Buck电路的几种软开关技术62

3.4.1 ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器62

3.4.2 单管ZVS-ZCS-Buck-PWM变换器66

3.4.3 带反馈的Buck-PWM变换器71

3.5 正激变换器中的软开关技术77

3.5.1 有源箍位技术的原理与设计77

3.5.2 磁复位技术简介83

3.6 正反激组合式变换器中的软开关技术85

3.6.1 有源箍位正反激组合式变换器的工作原理85

3.6.2 电路设计90

3.7.1 移相控制FB-ZVS-PWM变换器工作原理91

3.7 移相控制全桥(FB)ZVS-PWM变换器91

3.7.2 关于移相控制FB-ZVS-PWM变换器中的几个特殊问题95

参考文献97

第四章 DC/AC逆变器中的软开关技术99

4.1 基本谐振直流环节逆变器(RDCLI)99

4.1.1 RDCLI的工作原理99

4.1.2 RDCLI谐振电路设计100

4.1.3 RDCLI零电压时间计算101

4.2 有源箍位谐振直流环节逆变器102

4.2.1 有源箍位谐振直流环节逆变器(ACRDCLI)102

4.2.2 有源箍位双幅谐振直流环节逆变器103

4.2.3 关断电流与谐振电压幅值的关系104

4.3 改进型谐振直流环节逆变器105

4.3.1 并联谐振直流环节逆变器105

4.3.2 新型并联谐振直流环逆变器106

4.3.3 结实型软换流逆变器107

4.4 谐振极逆变器及其应用108

4.4.1 单相半桥准谐振电流模式逆变器(QRCMI)108

4.4.2 谐振极在串联谐振逆变器中的应用及设计109

4.4.3 Ct及δ0的设计110

4.4.4 Cr对元件总损耗Ploss的作用与影响111

4.4.5 谐振极电容与关断损耗之间的关系111

4.5 隔离-组合型-软开关逆变器113

4.5.1 多功能一体化DC/高频脉冲变换器114

4.5.2 典型的隔离-组合型-软开关逆变器的分析114

4.5.3 DC/AC逆变器的电路参数115

4.6 用于功率模块的无源缓冲技术116

4.6.1 无源无损开启缓冲电路工作原理117

4.6.2 无源无损开启缓冲电路仿真与实验结果121

参考文献122

第五章 开关功率变换器中的电磁干扰分析123

5.1 传导型FMI的基础知识124

5.1.1 电阻性耦合的EMI分析模型124

5.1.2 常见耦合电阻Rt的计算124

5.1.3 电容性耦合的EMI分析模型126

5.1.4 互感性耦合的EMI分析模型128

5.2 辐射型EMI的基础知识129

5.2.1 电偶极子129

5.2.2 辐射型EMI强度估计--辐射型EMI的估计模型131

5.2.3 EMI的感应场估计模型132

5.2.4 EMI发射场估计模型133

5.3.2 远区场的回收接收模型134

5.3 电力电子电路中辐射型EMI分析134

5.3.1 Boost型变换器的辐射型EMI分析134

5.3.3 功率导线与控制导线之间感应型EMI通用低频分析模型136

5.4 开关管的超高频噪声模型及分析137

5.4.1 功率二极管噪声模型138

5.4.2 硬开关的噪声模型及分析140

5.5 开关电源中噪声传导型EMI分析143

5.5.1 输入端噪声分析143

5.5.2 超高频输出噪声的分析模型及抑制技术146

5.5.3 高频输出纹波的分析模型148

5.5.4 输出端共模噪声分析模型148

5.6 PWM-电压型交流调速系统中EMI分析149

5.6.1 实验系统及噪声的形成机理150

5.6.3 传导型EMI的仿真模型151

5.6.2 传导型EMI的分析模型及抑制结果151

5.6.4 噪声的实用测量法152

5.7 逆变器中辐射型EMI的产生机理和分析153

5.7.1 实验系统及实验结果153

5.7.2 辐射型噪声产生的机理及噪声源模型154

5.8 软开关技术对逆变器中EMI的影响155

5.8.1 测量结果及分析156

5.8.2 实验结果比较与讨论159

参考文献160

第六章 功率变换器中磁性器件的设计161

6.1 磁性器件的基础知识161

6.1.1 铁芯的磁特性及其工作状态161

6.1.2 铁芯常用的磁性能参数163

6.1.3 功率变换器中常用铁芯材料的性能及选用165

6.2.1 功率变压器设计中应考虑的一般问题168

6.2 功率变压器的设计168

6.2.2 单端反激式变换器中功率变压器的设计171

6.2.3 单端正激式变换器中功率变压器的设计173

6.2.4 全桥式变换器中功率变压器的设计176

6.2.5 用非晶材料设计脉冲功率变压器177

6.3 输出电感器的设计179

6.3.1 输出电感器电感量的确定179

6.3.2 带气隙的电感器的设计181

6.3.3 用无气隙磁芯设计电感器182

6.4 饱和电感器及其应用184

6.4.1 饱和电感器的磁特性184

6.4.2 尖峰抑制器185

6.4.3 磁放大器式高频开关稳压电源187

6.4.4 采用饱和电感器换流电路的ZVS-PWM变换器194

参考文献198

第七章 荧光灯电子镇流器200

7.1 荧光灯电子镇流器及其相关的基本问题200

7.1.1 荧光灯电子镇流器的发展过程200

7.1.2 荧光灯电子镇流器的主要参数201

7.1.3 电气元件的选择202

7.1.4 绿色照明及EMC问题203

7.2 典型自激半桥式电子镇流器的分析203

7.3 荧光灯电子镇流器电路设计206

7.3.1 负载串联谐振回路的分析207

7.3.2 并联谐振回路及参数设计207

7.3.3 串并联谐振回路及其参数优化设计209

7.4.2 逐流电路的工作原理211

7.4 荧光灯电子镇流器的无源功率因数校正技术211

7.4.1 LC滤波的无源功率因数校正技术211

7.4.3 逐流电容C1，C2取值对电子镇流器性能的影响213

7.4.4 带有逐流电路的电子镇流器的典型电路214

7.5 用专用控制芯片设计电子镇流器218

7.5.1 用IR2155/IR2153设计的电子镇流器及其调试技术218

7.5.2 用ML4831芯片设计高性能电子镇流器224

7.6 电荷泵式荧光灯用电子镇流器--最新进展(1)228

7.6.1 电压/电流型电荷泵式电子镇流器228

7.6.2 混合型电荷泵式电子镇流器230

7.6.3 混合型电路的设计及实验结果232

7.6.4 输入电流连续型电荷泵式电子镇流器234

7.7 集成式单级电子镇流器--最新进展(2)235

7.7.1 单级式高功率因数电子镇流器236

7.7.2 单管高功率因数电子镇流器237

参考文献238

第八章 金属卤化物灯用电子镇流器239

8.1 金属卤化物灯及其电子镇流器简介239

8.1.1 金属卤化物灯的发展239

8.1.2 金属卤化物灯用镇流器的发展240

8.1.3 国内外交流无频闪MH灯用电子镇流器的发展和工作特性要求240

8.2 金属卤化物灯电气特性的数学模型242

8.2.1 金属卤化物灯的工作原理及电气特性242

8.2.2 金属卤化物灯的电气模型243

8.3 金属卤化物灯用电子镇流器的分段线性控制规律245

8.3.1 启动过程的理想控制规律246

8.3.2 稳态恒功率控制规律246

8.4.1 电流反馈247

8.4 电子镇流器的闭环分析与控制电路设计247

8.4.2 稳态的闭环分析248

8.4.3 反馈网络［F(s)］的设计--恒功率控制249

8.5 逆变频率的选择249

8.5.1 频闪与灯泡可靠性及寿命的关系249

8.5.2 高压触发器与逆变器的配合问题250

8.6 高频纹波分析及实验结果250

8.6.1 高频纹波分析250

8.6.2 实验结果251

8.7 灵活直流环节型全软开关逆变器253

8.7.1 工程背景253

8.7.2 全软开关Buck电路253

8.7.3 灵活直流环节型全软开关逆变器及其控制策略255

8.7.5 无噪声有频闪的工作状态256

8.7.4 有噪声无频闪的工作状态256

8.8 电流控制模式的理论分析258

8.8.1 峰值控制模式的宽度稳定性259

8.8.2 △D的次谐波振荡问题260

8.8.3 斜坡补偿260

8.8.4 平均电流控制模式261

8.8.5 斩波频率fs处放大倍数的最大值262

8.9 最佳电流反馈补偿网络及其设计理论262

8.9.1 零极点的配置263

8.9.2 补偿网络的工程设计方法264

8.10 脉宽调制器的数学模型267

参考文献268