現代電力電子電路

陳武，博士，教授，博士生導師，國家級人才計劃入選者，東南大學電氣工程學院先進電能變換技術與裝備研究所所長。長期從事大功率電力電子變換及其應用領域的研究工作。研究成果以第一作者/通信作者發表SCI/EI論文100餘篇，出版專著5部；已獲授權美國專利7項、中國發明專利50餘項。主持國家自然科學基金青A基金（原國家傑出青年基金）、2030智能電網國家科技重大專項、國家自然科學基金優秀青年基金、國家自然科學基金國際(地區)合作與交流項目、國家自然科學基金智能電網聯合基金集成項目課題、國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金面上/青年基金等，獲教育部自然科學一等獎、江蘇省科學技術一等獎、安徽省技術發明一等獎、中國電工技術學會科技進步一等獎、全國優秀博士學位論文提名獎、中國電力優秀科技工作者獎、中國電源學會優秀青年獎，入選江蘇省“333”、“六大人才高峰”高層次人才計劃。

前言
第1章緒論1
1.1電力電子技術的定義1
1.2電力電子電路2
1.3電力電子技術的應用5
1.4本章小結9
參考文獻10
第2章單相非隔離型光伏並網逆變器11
2.1單相非隔離型光伏並網逆變器的漏電流分析11
2.2全橋非隔離型光伏並網逆變器14
2.2.1基本全橋逆變電路14
2.2.2控制策略15
2.2.3調制方法15
2.2.4HERIC逆變器18
2.2.5H5逆變器20
2.3半橋非隔離型並網逆變器23
2.3.1基本半橋逆變電路23
2.3.2NPC型半橋逆變電路24
2.3.3ANPC型半橋逆變電路26
2.3.4T型半橋逆變電路27
2.4仿真驗證29
2.5本章小結31
參考文獻31
第3章大功率中壓直流升壓變換器32
3.1大功率中壓直流升壓變換器分類32
3.2晶閘管諧振型升壓變換器32
3.3基於混頻調制的寬輸入電壓範圍中頻升壓變換器35
3.3.1工作原理35
3.3.2參數設計38
3.4基於IGCT的大容量直流變換器42
3.4.1基本電路結構42
3.4.2IGCT“近零”開關損耗覆合調制方法43
3.5仿真驗證47
3.5.1晶閘管諧振型升壓變換器47
3.5.2中頻升壓變換器47
3.5.3基於IGCT的大容量直流變換器50
3.6本章小結51
參考文獻51
第4章模塊化多電平換流器53
4.1電壓源換流器拓撲結構概況53
4.1.1兩電平換流器53
4.1.2三電平中點鉗位換流器54
4.1.3多電平換流器54
4.2MMC拓撲結構及運行原理56
4.2.1MMC基本拓撲結構56
4.2.2子模塊拓撲及工作原理56
4.2.3MMC基本數學關系62
4.3MMC基本控制與調制方式64
4.3.1MMC基本控制方式64
4.3.2MMC基本調制方式66
4.3.3MMC子模塊電容電壓平衡控制方式69
4.4仿真驗證73
4.5本章小結75
參考文獻76第5章電力電子變壓器77
5.1電力電子變壓器拓撲分類77
5.2三級型PET78
5.3四級型PET80
5.4五級型PET83
5.4.1中高壓應用領域典型拓撲83
5.4.2級聯型PET的控制策略86
5.4.3仿真驗證94
5.5本章小結96
參考文獻97
第6章直流變壓器98
6.1基於高壓寬禁帶半導體器件/半導體器件串聯的直流變壓器98
6.2基於ISOP或ISOS結構的直流變壓器100
6.2.1均壓/均流控制101
6.2.2中壓集中式電容102
6.2.3組合式串並聯結構102
6.3基於模塊化多電平換流器的直流變壓器104
6.4仿真驗證113
6.5本章小結116
參考文獻116
第7章LED驅動電路118
7.1無電解電容的LED驅動電路118
7.1.1輸入電流註入諧波方案120
7.1.2脈動電流驅動方案121
7.1.3輸出功率動態調節方案121
7.2基於有源功率解耦的LED驅動電路122
7.3LED均流電路128
7.3.1有源均流技術129
7.3.2無源均流技術133
7.4仿真驗證138
7.5本章小結140
參考文獻140
第8章無線電能傳輸142
8.1無線電能傳輸技術分類142
8.2松耦合變壓器模型144
8.3補償網絡的恒流或恒壓特性分析148
8.3.1SS補償方式149
8.3.2SP補償方式151
8.3.3PS補償方式152
8.3.4PP補償方式153
8.4多參數補償網絡的恒壓/恒流特性分析155
8.4.1可調恒壓/恒流增益的IPT補償網絡特性156
8.4.2LC/LC拓撲的恒壓/恒流特性分析158
8.4.3LCC/LCC拓撲的恒壓/恒流特性分析160
8.5仿真驗證161
8.5.1SS補償拓撲仿真驗證162
8.5.2LC/LC補償拓撲仿真驗證163
8.6本章小結164
參考文獻165
第9章雙有源橋變換器拓撲及控制策略166
9.1DAB變換器基本工作原理166
9.1.1DAB變換器電路拓撲166
9.1.2單移相控制策略下的工作模態167
9.1.3單移相控制策略下的功率傳輸特性169
9.1.4單移相控制策略下的軟開關特性171
9.2DAB變換器的優化控制策略172
9.2.1拓展移相控制172
9.2.2雙重移相控制176
9.2.3三重移相控制179
9.3DAB變換器的直流偏磁和軟啟動策略180
9.3.1高頻變壓器直流偏磁181
9.3.2DAB變換器軟啟動182
9.4DAB變換器拓撲拓展184
9.4.1半橋DAB變換器184
9.4.2三電平DAB變換器184
9.4.3三相DAB變換器185
9.4.4諧振DAB變換器188
9.5仿真驗證190
9.6本章小結191
參考文獻191
第10章電力電子電路中的磁元件193
10.1基本電磁知識193
10.1.1電磁定律193
10.1.2磁心損耗195
10.1.3繞組損耗196
10.1.4繞組漏感198
10.2並網逆變器中的濾波電感199
10.2.1磁心材料選擇199
10.2.2氣隙的布置199
10.2.3濾波電感設計200
10.2.4並網逆變器濾波電感設計案例201
10.3無線電能傳輸中的松耦合變壓器202
10.3.1松耦合變壓器幾何形狀設計202
10.3.2繞組設計203
10.3.3導磁材料設計205
10.3.4磁屏蔽設計205
10.3.5松耦合變壓器設計優化步驟206
10.4DAB變換器中的高頻變壓器207
10.4.1外置獨立電感設計方法208
10.4.2漏感增大方法208
10.4.3DAB高頻變壓器設計211
10.5本章小結212
參考文獻212