電力電子控制電路中的數字信號處理技術, 2/e (Digital Signal Processing in Power Electronics Control Circuits, 2/e)

本書介紹了基於數字信號處理器的電力電子裝置數字控制算法設計與實現過程中需解決的技術問題，
涵蓋模擬信號採集、模/數轉換、數字濾波與分離、以及輸出功率晶體管的脈衝控制等內容，
著重探討了三相並聯有源電力濾波器和數字D類音頻功率放大器中的數字信號處理算法解決方案，
將電力電子技術和數字信號處理技術緊密聯繫起來。
目前，許多文獻在介紹電力電子控制算法和控制電路時，通常以模擬信號的形式進行分析，
存在一定局限，特別是當採樣頻率和功率晶體管的開關頻率與所需頻帶的兩倍相近時並不適用。
為避免導致類似問題，本書將數字控制電路視為具有獨特特性的數字電路進行分析。
另外，本書還介紹了電力電子系統與數字控制電路仿真軟件，並給出了大量MATLAB和PSIM仿真例程供讀者參考。
本書可作為從事電力電子技術的科研人員和工程技術人員的參考書，也可作為電氣工程、
電力電子與電力傳動、控制理論與控制工程等相關專業的本科生、研究生的參考書。

Krzysztof Sozański

博士現為波蘭吉洛納格拉大學副教授，長期從事有源電力濾波器和D類數字功率放大器的研究，工程經驗豐富。

譯者序
原書第2版前言
原書版前言
章概述
1.1電力電子系統
1.2電力電子系統數字控制電路
1.2.1模擬與數字控制電路
1.2.2因果和非因果數字電路
1.2.3LTI離散時間電路
1.2.4數字濾波器
1.2.5硬實時控制系統
1.2.6採樣率
1.2.7同步採樣
1.2.8位數
1.3多速率控制電路
1.4有源電力濾波器
1.5D類數字功率放大器
1.6變量的符號
1.7本書內容
參考文獻

第2章模擬信號調節與離散化
2.1介紹
2.2模擬輸入
2.2.1電氣隔離
2.2.2共模電壓
2.2.3隔離放大器
2.3電流測量
2.3.1電阻分流器
2.3.2電流互感器
2.3.3帶霍爾傳感器的傳感器
2.3.4具有磁調製的電流互感器
2.3.5帶空氣線圈的電流傳感器
2.3.6電流傳感技術的比較
2.4數字控制電路的參數選擇
2.5總諧波畸變
2.6模擬信號採樣
2.6.1採樣過程同步
2.6.2大信號頻率與信號採集時間
2.6.3多通道系統的誤差
2.順序採樣中A/D轉換的振幅和相位誤差
2.6.5採樣時鐘抖動
2.7信號量化
2.7.1信號的動態範圍
2.7.2信號餘量
2.7.3噪聲整形技術
2.7.4抖動信號
2.7.5量化噪聲的傳播
2.7.6有效位數
2.8適用於電力電子控制電路的A/D轉換器
2.8.1逐次逼近的A/D轉換器
2.8.2帶有Δ-Σ調製器的轉換器
2.8.3選擇同步採樣A/D轉換器
2.8.4ADS83
2.8.5AD7608
2.8.6ADS1278
2.8.7ADS8568
2.8. 8TMS320F28335 A/D轉換器
2.8.9TMS320F2837xD A/D轉換器
2.9結論
參考文獻

第3章信號濾波與分離的選用方法及其實現
3.1概述
3.2數字濾波器
3.2.1數字濾波器指標
3.2.2有限衝激響應數字濾波器
3.2.3無限脈衝響應數字濾波器
3.2.4數字IIR濾波器的設計
3.3晶格型波數字濾波器
3.3.1經典IIR濾波器與晶格型波數字濾波器的比較
3.3.2LWDF的實現
3.4改進型晶格型波數字濾波器
3.4 .1一階部分
3.4.2二階部分
3.5線性相位IIR濾波器
3.5.1線性相位IIR濾波器的案例
3.5.2FIR和LFIIR的比較
3.6多速率電路
3.6.1信號插值
3.6.2信號抽取
3.6. 3具有波數字濾波器的多速率電路
3.具有線性相位IIR濾波器的插值器
3.7數字濾波器組
3.7.1嚴格互補濾波器組
3.7.2DFT濾波器組
3.7.3滑動DFT算法
3.7.4滑動Goertzel算法
3.7.5移動DFT算法
3.7.6晶格型波數字濾波器組
3.8數字信號處理算法的實現
3.8.1DSP的基本功能
3.9適用於電力電子控制電路的微控制器
3.9.1TMS320F28335
3.9.2TMS320F2837xD
3.9 .3數字信號處理器——TMS320C6×××系列
3.9.4數字信號處理器——SHARC系列
3.10總結
參考文獻

第4章電力電子電路仿真與控制算法程序實現
4.1簡介
4.2基於MATLAB的仿真
4.2.1模擬電路的直流和交流仿真分析
4.2.2電路的直流和交流節點及迴路分析
4.2.3模擬電路的瞬態分析
4.2.4集成數字控制電路的電力電子系統仿真
4.2.5基於Silink的電力電子系統仿真
4.3基於PSIM的仿真
4.3.1基於PSIM元件的仿真
4.3.2基於C語言程序代碼的仿真
4.3.3交流分析仿真
4.3.4硬件控制器運行仿真
4.4本章小結
參考文獻

第5章有源電力濾波器控制算法的選擇
5.1引言
5.2並聯有源電力濾波器控制電路
5.2.1同步
5.3APF仿真
5.3 .1使用MATLAB模擬APF
5.3.2使用PSIM模擬APF
5.4帶基波檢測器的APF控制
5.4.1帶低通四階巴特沃茲濾波器的控制電路
5.4.2低通五階巴特沃茲LWDF控制電路
5.4.3滑動DFT控制電路
5.4.4帶滑動Goertzel的控制電路
5.4.5移動DFT控制電路
5.5基於pq算法的分流APF控制電路
5.6分流APF經典控制電路
5.6.1高通IIR濾波器
5.6.2改進的高通濾波器
5.6.3直流電壓控制器
5.pq算法的其餘部分
5.6.5輸出電流控制器
5.6.6用於APF的現代化數字控制器
5.7分流APF的動力學
5.7.1降低APF動態失真的方法
5.7.2控制電路
5.7.3APF輸出電流紋波計算
5.7.4APF控制電路仿真
5.8APF的預測控制算法
5.8.1提前時間TA
5.8.2穩態實驗結果
5.8.3APF的階躍響應
5.9選擇適合APF的諧波分離方法
5.9.1MDFT控制電路
5.9.2採用pq算法的控制電路
5.10多重速率的並聯APF
5.10.1模擬輸入電路
5.10.2輸出電感器
5.10.3APF仿真結果
5.11多速率並聯預測APF
5.12總結
參考文獻

第6章D類數字功率放大器中的數字信號處理電路
6.1引言
6.2D類數字功率放大器電路
6.3D類數字功率放大器調製器
6.3.1過採樣脈衝寬度調製器
D類數字功率放大器控制電路拓撲架構
.1開環功率放大器
.2基於電源電壓數字反饋的功率放大器
.3基於輸出脈沖模擬反饋的功率放大器
.4基於數字反饋的功率放大器
6.5D類數字功率放大器供電電源
6.6點擊調製
6.7高品質音頻信號的插值器
6.7.1單級插值器設計
6.7.2多級插值器設計
6.8D類數字音頻功率放大器
6.8.1數字分頻器
6.9揚聲器的測量
6.10帶有數字點擊調製器的D類功率放大器
6.10.1數字分頻器
6.10.2數字點擊調製器的實現
6.10.3實驗結果
6.11帶TAS5508DSP的D類數字音頻功率放大器
6.11.1TAS5508-5121K8EVM
6.11.2三路數字分頻器
6.11.3實驗結果
6.12結論
參考文獻

第7章總結
7.1本書總結
7.2未來展望
參考文獻