高頻環(huán)節(jié)逆變器是應(yīng)用電力半導(dǎo)體器件將直流電能變換成交流電能并且具有20kHz以上高頻電氣隔離的一類靜止變流裝置，在以直流發(fā)電機、蓄電池等為主直流電源的二次電能逆變場合具有重要的應(yīng)用價值。本書按變換器的拓撲結(jié)構(gòu)性質(zhì)、連接方式、模塊數(shù)和相數(shù)劃分方式，提出并系統(tǒng)深入地論述級聯(lián)直流變換器型、級聯(lián)直流斬波器型、單級周波變換器型、差動直流變換器型、差動直流斬波器型、并聯(lián)與三相高頻環(huán)節(jié)逆變器以及輸入直流與輸出交流濾波器、控制和驅(qū)動緩沖電路。本書集新概念、系統(tǒng)性、理論性和工程性于一體，是一本內(nèi)容翔實、理論與工程緊密結(jié)合的著作。
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1982.09-1986.07 南京航空學(xué)院電氣工程專業(yè)本科生，學(xué)士學(xué)位；
1986.07-1989.03 南京航空學(xué)院電力電子與電力傳動專業(yè)碩士生，碩士學(xué)位；
1995.03-1998.10 南京航空航天大學(xué)電力電子與電力傳動專業(yè)博士生，博士學(xué)位。1989.04-1991.11 南京航空學(xué)院自動控制系電工教研室，助教；
1991.11-1996.12 南京航空學(xué)院自動控制系電工教研室，講師；
1998.11-2001.03 南京航空航天大學(xué)機械工程博士后流動站博士后。
1996.12-2002.04 南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院電氣工程系，副教授、碩導(dǎo)；
2002.04-2005.10 南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院電氣工程系，教授、博導(dǎo)；
2005.10-2017.12 福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院應(yīng)用電子系，教授、博導(dǎo)、系主任；
2015.12-2017.12 福建省新能源發(fā)電與電能變換重點實驗室（福州大學(xué)），主任；
2017.12-2021.08至 今 青島大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子與電力傳動系，教授、博導(dǎo)、院長、學(xué)院學(xué)術(shù)委員會主任委員；
2021.08-至 今 青島大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子與電力傳動系，教授、博導(dǎo)、學(xué)院學(xué)術(shù)委員會主任委員。1.國家自然科學(xué)基金重點項目，“新能源集成發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”，
51537001，主持人（本書依托項目）
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.1.1 電力電子變換的類型 1
1.1.2 逆變器的類型 2
1.1.3 何謂高頻環(huán)節(jié)逆變器 3
1.2 逆變技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 3
1.2.1 低頻環(huán)節(jié)逆變器 3
1.2.2 高頻環(huán)節(jié)逆變器 5
1.2.3 逆變器的相關(guān)技術(shù) 16
1.3 逆變器的技術(shù)指標與應(yīng)用領(lǐng)域 18
1.3.1 逆變器的技術(shù)指標 18
1.3.2 逆變器的應(yīng)用領(lǐng)域 19
本章小結(jié) 20
第2章 級聯(lián)直流變換器Buck型高頻環(huán)節(jié)逆變器 21
2.1 引言 21
2.2 級聯(lián)直流變換器Buck型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 21
2.2.1 電路結(jié)構(gòu) 21
2.2.2 電路拓撲族 22
2.3 級聯(lián)直流變換器Buck型高頻環(huán)節(jié)逆變器控制策略 26
2.3.1 電壓型控制策略 26
2.3.2 電流型控制策略 27
2.4 前級DC-DC變換器的穩(wěn)態(tài)原理特性 30
2.4.1 Buck型DC-DC變換器 30
2.4.2 Boost型DC-DC變換器 35
2.4.3 Buck-Boost型DC-DC變換器 39
2.4.4 Boost-Buck型DC-DC變換器 41
2.4.5 Zeta型、Sepic型DC-DC變換器 43
2.4.6 前置DC-DC變換器的性能比較 46
2.5 后級Buck型DC-AC變換器穩(wěn)態(tài)原理特性 46
2.5.1 后級Buck型DC-AC變換器的穩(wěn)態(tài)原理 46
2.5.2 后級Buck型DC-AC變換器輸出外特性 49
2.6 1kVA級聯(lián)直流變換器Buck型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 52
2.6.1 逆變裝置構(gòu)成 52
2.6.2 逆變裝置實驗 57
本章小結(jié) 59
第3章 級聯(lián)Buck和Buck-Boost直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 60
3.1 引言 60
3.2 級聯(lián)單向Buck和Buck-Boost直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 60
3.2.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 60
3.2.2 控制策略 64
3.2.3 仿真分析 64
3.3 級聯(lián)雙向Buck和Buck-Boost直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 65
3.3.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 65
3.3.2 控制策略 69
3.4 并接反激式能量回饋電路的級聯(lián)單向直流變換器型
高頻環(huán)節(jié)逆變器 69
3.4.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 69
3.4.2 控制策略 70
3.4.3 穩(wěn)態(tài)原理與關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計準則 73
3.5 3kVA級聯(lián)Buck直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 74
本章小結(jié) 75
第4章 級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 77
4.1 引言 77
4.2 級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 77
4.2.1 電路結(jié)構(gòu) 77
4.2.2 電路拓撲族 78
4.2.3 高頻脈沖直流電壓占空比的擴展方法 80
4.3 級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器的控制策略 81
4.3.1 隔離Buck直流斬波器的控制策略 81
4.3.2 Buck型DC-AC變換器的三態(tài)DPM電流滯環(huán)控制策略 81
4.4 級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器原理特性 83
4.4.1 穩(wěn)態(tài)原理分析 83
4.4.2 大信號特性 86
4.5 級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計 91
4.5.1 隔離Buck型直流斬波器 91
4.5.2 三態(tài)DPM DC-AC變換器 97
4.6 750VA級聯(lián)Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 99
4.6.1 逆變裝置構(gòu)成 99
4.6.2 功率電路參數(shù)設(shè)計 102
4.6.3 逆變裝置實驗 106
本章小結(jié) 108
第5章 單級Buck和Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 110
5.1 引言 110
5.2 單級Buck周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 110
5.2.1 電路結(jié)構(gòu) 110
5.2.2 電路拓撲族 111
5.3 雙極性移相控制單級Buck周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 112
5.3.1 雙極性移相控制策略 112
5.3.2 穩(wěn)態(tài)原理特性 114
5.3.3 仿真與實驗 122
5.4 單極性移相控制單級Buck周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 125
5.4.1 單極性移相控制策略 125
5.4.2 穩(wěn)態(tài)原理特性 127
5.4.3 逆變裝置實驗 133
5.4.4 單級周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器構(gòu)成的離線式不間斷電源系統(tǒng) 135
5.5 單級Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 135
5.5.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 135
5.5.2 電壓瞬時值反饋移相控制策略 136
5.5.3 穩(wěn)態(tài)原理分析 138
5.5.4 仿真分析 141
本章小結(jié) 143
第6章 單級Buck-Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 144
6.1 引言 144
6.2 單級Buck-Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 144
6.2.1 電路結(jié)構(gòu) 144
6.2.2 電路拓撲族 145
6.3 單級Buck-Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器穩(wěn)態(tài)原理特性 146
6.3.1 穩(wěn)態(tài)原理分析 146
6.3.2 輸出外特性 147
6.3.3 儲能式變壓器的磁芯工作狀態(tài) 151
6.4 具有四種工作模式選擇的電壓瞬時值反饋SPWM控制策略 151
6.4.1 控制方案的確定 151
6.4.2 電壓瞬時值反饋SPWM控制策略 152
6.5 單級Buck-Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器的關(guān)鍵電路參數(shù)
設(shè)計 154
6.5.1 高頻儲能式變壓器 154
6.5.2 功率開關(guān)電壓與電流應(yīng)力 154
6.5.3 輸出濾波電容Cf 154
6.5.4 最大等效占空比Dmax 156
6.6 250VA單級Buck-Boost周波變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 156
6.6.1 逆變裝置構(gòu)成 156
6.6.2 逆變裝置實驗 156
本章小結(jié) 158
第7章 差動直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 159
7.1 引言 159
7.2 差動直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器的構(gòu)成原理與工作方式 159
7.2.1 構(gòu)成原理 159
7.2.2 工作與控制方式 160
7.3 差動Buck直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 163
7.3.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 163
7.3.2 控制策略 165
7.3.3 穩(wěn)態(tài)原理特性 168
7.4 差動Boost直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 173
7.4.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 173
7.4.2 控制策略 175
7.4.3 穩(wěn)態(tài)原理特性 176
7.4.4 若干關(guān)鍵問題的討論 180
7.4.5 逆變裝置實驗 184
7.5 差動Buck-Boost直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 186
7.5.1 電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 186
7.5.2 控制策略 187
7.5.3 穩(wěn)態(tài)原理特性 188
7.5.4 逆變裝置實驗 192
本章小結(jié) 194
第8章 差動Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 195
8.1 引言 195
8.2 差動Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 195
8.2.1 電路結(jié)構(gòu) 195
8.2.2 電路拓撲族 196
8.3 差動Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器控制策略 198
8.3.1 控制策略的選擇 198
8.3.2 兩種電流瞬時值反饋控制策略 199
8.4 差動Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器穩(wěn)態(tài)原理特性 200
8.4.1 低頻輸出穩(wěn)態(tài)分析 200
8.4.2 高頻開關(guān)工作過程分析 204
8.4.3 輸出外特性 211
8.4.4 若干關(guān)鍵問題的討論 211
8.5 1kVA差動Buck直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 215
8.5.1 逆變裝置構(gòu)成 215
8.5.2 功率電路參數(shù)設(shè)計 217
8.5.3 逆變裝置實驗 220
本章小結(jié) 222
第9章 差動Buck-Boost直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器 223
9.1 引言 223
9.2 差動Buck-Boost直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 223
9.2.1 電路結(jié)構(gòu) 223
9.2.2 電路拓撲族 224
9.3 電壓瞬時值反饋分時半波SPWM控制策略 226
9.3.1 控制策略的選擇 226
9.3.2 電壓瞬時值反饋分時半波SPWM控制策略 226
9.4 差動Buck-Boost直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器穩(wěn)態(tài)原理特性 228
9.4.1 低頻輸出穩(wěn)態(tài)分析 228
9.4.2 高頻開關(guān)工作過程分析 231
9.4.3 輸出外特性 234
9.5 差動Buck-Boost直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變器的關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計 235
9.5.1 功率電路 235
9.5.2 Buck型有源箝位電路 237
9.6 1kVA差動Buck-Boost直流斬波器型高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 238
9.6.1 逆變裝置構(gòu)成 238
9.6.2 逆變裝置實驗 240
本章小結(jié) 241
第10章 并聯(lián)和三相高頻環(huán)節(jié)逆變器 242
10.1 引言 242
10.2 并聯(lián)高頻環(huán)節(jié)逆變器 242
10.2.1 不均流的產(chǎn)生原因與抑制 242
10.2.2 并聯(lián)逆變器的均流方式 245
10.2.3 并聯(lián)逆變器的均流電路與同步 250
10.3 三相高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與拓撲族 251
10.3.1 級聯(lián)直流變換器Buck型 251
10.3.2 單級周波變換器型 252
10.3.3 組合型 253
10.4 具有三相三線制輸出的高頻環(huán)節(jié)逆變器 255
10.4.1 全橋Buck型三相矩形波調(diào)制DC-AC變換電路 255
10.4.2 全橋Buck型三相SPWM DC-AC變換器 257
10.5 具有三相四線制輸出的三相高頻環(huán)節(jié)逆變器 259
10.5.1 負載側(cè)并接中點形成變壓器 259
10.5.2 直流側(cè)并接中點形成電容橋臂 259
10.5.3 直流側(cè)并接中點形成開關(guān)橋臂 260
10.5.4 三個單相逆變電路的負載端連成公共端 262
10.6 3kVA三態(tài)DPM電流滯環(huán)控制級聯(lián)Buck直流斬波器型三相/單相并聯(lián)高頻環(huán)節(jié)逆變裝置實驗 264
10.6.1 逆變裝置的構(gòu)成 264
10.6.2 功率電路參數(shù)的設(shè)計 267
10.6.3 3kVA 27DC/200V400HzAC三相/單相并聯(lián)逆變裝置實驗 271
本章小結(jié) 276
第11章 輸入直流與輸出交流濾波器 277
11.1 引言 277
11.2 輸入直流濾波器 277
11.2.1 單級LC輸入直流濾波器 277
11.2.2 電容輸入直流濾波器 278
11.3 兩級LC輸入直流濾波器 279
11.3.1 兩級LC輸入直流濾波器的比較 279
11.3.2 兩級LC輸入直流濾波器的設(shè)計 280
11.3.3 兩級LC輸入直流濾波器諧波分析 282
11.3.4 兩級LC輸入直流濾波器的動態(tài)仿真分析 286
11.4 單級LC輸出交流濾波器 288
11.4.1 常K兩元件型低通濾波器 288
11.4.2 可控諧振阻尼LC輸出交流濾波器 292
11.4.3 諧振型LC輸出交流濾波器 295
本章小結(jié) 297
第12章 控制與驅(qū)動緩沖電路 298
12.1 引言 298
12.2 電壓型與電流型控制策略 298
12.2.1 電壓型控制策略 298
12.2.2 峰/谷值電流型控制策略 300
12.2.3 平均值電流型控制策略 303
12.2.4 單周期控制策略 304
12.3 驅(qū)動電路 306
12.3.1 電流控制型器件驅(qū)動電路 306
12.3.2 電壓控制型器件驅(qū)動電路 309
12.4 緩沖電路 312
12.4.1 開通緩沖電路 312
12.4.2 關(guān)斷緩沖電路 314
12.4.3 開通與關(guān)斷復(fù)合緩沖電路 320
12.5 單相與三相基準正弦電路 321
12.5.1 模擬式基準正弦電路 321
12.5.2 數(shù)字化基準正弦電路 325
本章小結(jié) 330
參考文獻 331
書單推薦
