多电平交-交直接变换技术及其应用

目录
前言
第1章 概述 1
1.1 ML逆变技术的发展概况 1
1.2 ML直-直变换技术的发展概况 4
1.3 ML交-交变换技术的发展概况 5
1.4 ML交-交直接变换技术的应用 10
本章小结 11
第2章 输入输出非共地的TL交-交直接变换器 13
2.1 引言 13
2.2 拓扑族 13
2.3 Buck型TL交-交直接变换器 15
2.3.1 工作原理 16
2.3.2 外特性 22
2.4 Boost型TL交-交直接变换器 23
2.4.1 CCM时的工作原理 23
2.4.2 DCM时的工作原理 27
2.4.3 控制特性 29
2.5 Buck-Boost型TL交-交直接变换器 31
2.5.1 CCM时的工作原理 31
2.5.2 DCM时的工作原理 36
2.6 Cuk型TL交-交直接变换器 37
2.6.1 CCM、D≥0.5 时的工作原理 37
2.6.2 CCM、D＜0.5 时的工作原理 40
2.7 Sepic型TL交-交直接变换器 43
2.7.1 CCM、D≥0.5 时的工作原理 44
2.7.2 CCM、D＜0.5 时的工作原理 46
本章小结 49
第3章 输入输出共地的TL交-交直接变换器 50
3.1 引言 50
3.2 拓扑改进 50
3.3 输入输出共地的Buck型TL交-交直接变换器 54
3.3.1 工作原理 54
3.3.2 输入输出关系 56
3.3.3 仿真验证 56
3.4 输入输出共地的Boost型TL交-交直接变换器 57
3.5 输入输出共地的Cuk型TL交-交直接变换器 60
3.5.1 工作原理 60
3.5.2 仿真分析 62
3.6 输入输出共地的Sepic型TL交-交直接变换器 64
3.6.1 工作原理 64
3.6.2 仿真分析 66
本章小结 67
第4章 输入输出共地的Buck-Boost型TL交-交直接变换器 68
4.1 引言 68
4.2 电路拓扑 68
4.3 工作原理和外特性 69
4.3.1 CCM时的工作原理 69
4.3.2 DCM时的工作原理 70
4.3.3 外特性 70
4.4 控制策略 71
4.4.1 控制原理 71
4.4.2 箝位电压控制方案 72
4.5 原理实验 74
本章小结 76
第5章 输入输出共地的Zeta型TL交-交直接变换器 77
5.1 引言 77
5.2 拓扑结构 77
5.3 工作原理 78
5.4 非互补控制策略和稳态工作特性 79
5.4.1 非互补控制策略 79
5.4.2 稳态工作特性 81
5.5 输出滤波器前端电压频谱结构 85
5.6 原理样机设计和实验结果 87
5.6.1 指标要求与参数选取 87
5.6.2 感性负载实验结果 87
5.6.3 容性负载实验结果 89
5.6.4 样机的性能指标和测试结果 90
本章小结 94
第6章 组合式TL交-交直接变换器 95
6.1 引言 95
6.2 交流开关单元及延拓 95
6.3 电路拓扑族 96
6.3.1 基本的TL交-交直接变换器拓扑族 96
6.3.2 组合式TL交-交直接变换器拓扑族 97
6.4 输入输出共地的拓扑族 99
本章小结 101
第7章 输入输出非共地的Buck TL-Boost型组合式TL交-交直接变换器 102
7.1 引言 102
7.2 工作原理和基本关系 102
7.2.1 工作原理 103
7.2.2 输出和输入电压的基本关系 106
7.3 控制设计 106
7.3.1 分压电容均压策略 106
7.3.2 控制电路原理框图 107
7.4 仿真实验 108
本章小结 110
第8章 输入输出共地的Buck TL-Boost型组合式TL交-交直接变换器 111
8.1 引言 111
8.2 电路拓扑 111
8.3 工作原理 112
8.4 输出和输入电压的基本关系 114
8.5 控制方案 115
8.6 主要参数设计 116
8.6.1 电容参数设计 116
8.6.2 储能电感参数设计 118
8.7 实验验证 118
8.7.1 实验波形 119
8.7.2 输入侧功率因数 122
8.7.3 总谐波失真度 122
8.7.4 变换效率 124
本章小结 125
第9章 Buck型高频隔离式TL交-交直接变换器 126
9.1 引言 126
9.2 电路结构与拓扑族 126
9.2.1 电路结构 126
9.2.2 电路拓扑族 127
本章小结 130
第10章 单端正激型高频隔离式TL交-交直接变换器 131
10.1 引言 131
10.2 电路拓扑 131
10.3 控制原理 132
10.4 稳态分析 133
10.4.1 工作模式 133
10.4.2 稳态原理 134
10.4.3 外特性 136
10.5 磁复位需满足的条件 138
10.6 输出滤波器前端电压谐波分析 140
10.7 原理实验 141
本章小结 145
第11章 推挽全波型高频隔离式TL交-交直接变换器 146
11.1 引言 146
11.2 电路拓扑与控制策略 146
11.3 稳态原理 147
11.4 输出电压与滤波电感电流的定量表达式 150
11.5 外特性 151
11.5.1 理想情形 151
11.5.2 实际情形 153
11.6 实验研究 153
11.6.1 实验波形 153
11.6.2 实验数据 155
本章小结 158
第12章 半桥全波型高频隔离式TL交-交直接变换器 159
12.1 引言 159
12.2 电路拓扑 159
12.3 控制原理与稳态分析 160
12.3.1 控制原理 160
12.3.2 稳态原理 160
12.3.3 外特性 164
12.4 输出滤波器前端电压频谱结构分析 165
12.5 仿真分析 166
本章小结 168
第13章 全桥全波型高频隔离式TL交-交直接变换器 169
13.1 引言 169
13.2 电路拓扑 169
13.3 控制原理 170
13.4 稳态原理 171
13.5 输出电压与滤波电感电流的定量表达式 176
13.6 外特性 177
13.6.1 理想情形 177
13.6.2 实际情形 179
13.7 仿真实验 179
本章小结 181
第14章 Boost型高频隔离式TL交-交直接变换器 182
14.1 引言 182
14.2 电路拓扑族 182
14.3 控制策略 184
14.4 工作原理 186
14.4.1 工作模态分析 186
14.4.2 实际的等效电路建模 188
14.4.3 开关管电压应力分析 189
14.5 原理实验 189
本章小结 192
第15章 Buck-Boost型高频隔离式TL交-交直接变换器 193
15.1 引言 193
15.2 电路结构及其拓扑族 193
15.3 控制原理 195
15.4 稳态分析 196
15.4.1 工作模式分析 196
15.4.2 稳态原理 198
15.4.3 外特性 199
15.5 仿真分析 202
本章小结 204
第16章 Cuk型高频隔离式TL交-交直接变换器 205
16.1 引言 205
16.2 电路拓扑 205
16.3 工作原理与基本关系 205
16.4 控制设计 209
16.5 实验验证 210
本章小结 214
第17章 Sepic型高频隔离式TL交-交直接变换器 215
17.1 引言 215
17.2 电路拓扑和工作原理 215
17.3 稳态工作特性与控制原理 218
17.3.1 稳态工作特性 218
17.3.2 控制原理 220
17.4 实验验证 221
本章小结 224
第18章 ML交-交直接变换器的拓扑推衍方法 225
18.1 引言 225
18.2 模块法 225
18.3 级联法 227
18.3.1 基本单元 227
18.3.2 ML交-交直接变换器拓扑 228
18.4 回路法 231
18.4.1 回路法在Buck型变换器中的应用 231
18.4.2 回路法在Boost型变换器中的应用 232
18.4.3 回路法在Buck-Boost型变换器中的应用 232
18.4.4 回路法在Buck-Boost型高频隔离式变换器中的应用 233
18.4.5 回路法在Cuk型高频隔离式变换器中的应用 234
18.4.6 回路法在Sepic型高频隔离式变换器中的应用 235
18.4.7 回路法在Zeta型高频隔离式变换器中的应用 236
18.5 基于回路法的Buck-Boost型高频隔离式TL交-交直接变换器 237
18.5.1 电路拓扑 237
18.5.2 四种工作模式 238
18.5.3 外特性 239
18.5.4 实验验证 242
本章小结 244
第19章 ML交-交直接变换器的应用 245
19.1 引言 245
19.2 动态电压恢复器 245
19.2.1 工作原理 245
19.2.2 原理实验 248
19.2.3 基于ML交-交直接变换技术的动态电压恢复器 249
19.3 静止同步补偿器 252
19.3.1 控制原理 252
19.3.2 系统设计与实验结果 253
本章小结 258
参考文献 259