电力电子变换器基础与设计

目录
第1章绪论1
1.1电力电子技术的背景知识3
1.2直流功率变换器的小型化研究3
1.3本书的结构5
第2章非隔离型DC-DC变换器7
2.1斩波电路9
2.1.1电路结构9
2.1.2各种电路的关系10
2.1.3降压斩波的简单工作解析10
2.1.4电流连续模式和电流断续模式14
2.1.5同步整流模式16
2.2使用两个电感的斩波电路17
2.2.1电路结构17
2.2.2特征18
2.2.3SEPIC的简易工作解析19
2.2.4Superbuck变换器的简单工作解析21
2.3H桥升降压斩波电路23
2.3.1电路结构和特征23
2.3.2工作解析（同步驱动和交替驱动）24
2.3.3电感的纹波电流28
参考文献29
第3章隔离型DC-DC变换器31
3.1Flybuck变换器33
3.1.1电路结构33
3.1.2工作解析34
3.1.3含缓冲电路的工作解析36
3.2正激变换器39
3.2.1电路结构39
3.2.2工作解析41
3.3基于斩波电路的其他隔离型DC-DC变换器43
3.4采用桥式电路的隔离型DC-DC变换器44
3.5半桥中间抽头变换器46
3.5.1电路结构46
3.5.2工作解析47
3.6非对称半桥变换器49
3.6.1电路结构49
3.6.2工作解析50
3.6.3变压器的直流偏磁53
3.7DAB变换器54
3.7.1电路结构54
3.7.2工作解析55
3.7.3ZVS区域60
第4章变换器的各种损耗63
4.1与电流的平方成正比的损耗（热损耗）65
4.1.1MOSFET的导通电阻65
4.1.2电容器的等效串联电阻65
4.1.3变压器和电感的铜损67
4.2与电流成正比的损耗68
4.2.1IGBT的导通损耗68
4.2.2二极管的正向压降带来的导通损耗68
4.2.3开关损耗69
4.2.4ZVS降低开关损耗70
4.3与电流无关的损耗（固定损耗）73
4.3.1MOSFET的输入电容和输出电容73
4.3.2二极管的反向恢复损耗74
4.3.3变压器的铁损74
4.4功率变换电路的最高效率点75
参考文献76
第5章变换器的小型化研究及其课题77
5.1小型化研究79
5.2高频化助力无源元件小型化及其课题79
5.2.1无源元件的充放电电能79
5.2.2高频化导致损耗增加80
5.2.3软开关降低开关损耗80
5.2.4宽带隙半导体带来高频化和损耗降低82
5.3高能量密度无源元件助力小型化83
5.3.1电感和电容器的能量密度83
5.3.2采用电容器的功率变换83
5.4高效化及耐高温元件助力散热装置小型化85
5.5组合开关和无源元件以减少元件数量85
5.5.1变换器单体与磁性元件组合85
5.5.2系统级别的组合86
参考文献91
第6章谐振变换器93
6.1概要95
6.1.1谐振变换器的结构和特征95
6.1.2谐振变换器的种类和特征96
6.2串联谐振变换器96
6.2.1电路结构96
6.2.2谐振频率和开关频率的关系97
6.2.3工作模式（fs＞fr）98
6.2.4基波近似法解析101
6.2.5工作模式（fs＜fr）104
6.3LLC谐振变换器105
6.3.1电路结构105
6.3.2谐振频率和开关频率的关系106
6.3.3工作模式（fr0＞fs＞frp）107
6.3.4工作模式（fs＞fr0）110
6.3.5基波近似法解析111
6.3.6ZVS条件113
参考文献114
第7章开关电容变换器115
7.1概要117
7.2SCC的典型电路结构117
7.3基本电路解析118
7.3.1简易模型119
7.3.2详细模型122
7.4SCC电路解析124
7.4.1梯形SCC124
7.4.2串联/并联SCC127
7.4.3斐波那契SCC129
参考文献131
第8章开关电容变换器的应用电路133
8.1混合SCC135
8.1.1电路结构和特征135
8.1.2混合梯形SCC的工作136
8.1.3电荷移动解析138
8.1.4电感体积140
8.1.5混合梯形SCC的扩展电路141
8.2移相SCC143
8.2.1电路结构和特征143
8.2.2工作模式144
8.2.3输出特性147
8.2.4移相SCC的扩展电路148
8.3谐振SCC148
8.3.1电路结构和特征148
8.3.2工作模式149
8.3.3增益特性151
8.3.4谐振SCC的扩展电路153
参考文献155
第9章通过电容器打造小型化变换器157
9.1罗氏变换器159
9.1.1电路结构和特征159
9.1.2工作模式159
9.1.3电感体积的比较161
9.2采用飞跨电容的降压斩波162
9.2.1电路结构和特征162
9.2.2工作模式163
9.2.3电感体积的比较165
9.3飞跨电容多电平DC-DC变换器165
9.3.1电路结构和特征165
9.3.2工作模式167
9.3.3电感体积的比较169
参考文献171