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电力电子中的控制电路实用设计指南

本书介绍了电力电子变换器的控制,主要涵盖了滑模控制技术、滞回控制技术和基于DSP或FPGA的数字控制技术等,以直-直变换器、高强度气体放电灯镇流器、三相单位功率因数整流器、电压源型逆变器等为设计案例,系统阐述了控制原理、电路设计技术和硬件开发技术。除此之外还介绍了当前国际范围内使用最为广泛的控制方案,以及未来电力电子控制电路的发展趋势。
本书主要面对电力电子专业的师生,以及从事电力电子变换器相关工作的研发人员、生产人员和应用技术人员,既可以作为授课拓展材料或专业参考书,也可作为其他专业的技术人员、管理人员、市场预测人员的参考资料。

封面
书名页
版权页
出版说明
译者序
原书前言
目录
第1部分 模拟控制电路
 第1章 基于PWM的直-直变换器滑模控制方法
  1.1 简介
  1.2 滑模控制理论简述
  1.3 基于PWM的滑模控制
  1.4 基于PWM的电压滞回控制
  1.5 基于PWM的电流滑模滞回控制
  1.6 设计经验
  1.7 小结
  参考文献
 第2章 合成纹波直-直变换器的滞回控制方法
  2.1 基于滞回控制器的直-直变换器
  2.2 组成元件和非理想因素
   2.2.1 变换器
   2.2.2 载波生成电路
   2.2.3 滞回控制器
   2.2.4 电压反馈
  2.3 合成载波发生电路
   2.3.1 利用无源滤波器件的合成载波发生电路
   2.3.2 利用有源滤波器件的合成载波发生电路
  2.4 负载电流前馈
  2.5 线性模型
   2.5.1 合成纹波发生器建模
   2.5.2 滞回控制器模型
  2.6 小结
  参考文献
 第3章 单周期控制单相电源逆变器
  3.1 简介
  3.2 单周期控制的基本原理和应用
  3.3 光伏领域应用
   3.3.1 单相光伏逆变器中的OCC
   3.3.2 三相光伏逆变器中的OCC
  3.4 通过庞加莱图进行OCC稳定性分析
  3.5 小结
  参考文献
第2部分 数字控制电路
 第4章 数字PWM控制的直-直开关变换器
  4.1 数字控制环
   4.1.1 时序图和控制过程
   4.1.2 控制环延迟
  4.2 动态建模和系统级补偿器设计
   4.2.1 控制环小信号建模
   4.2.2 补偿器设计和离散化
  4.3 数字化问题和极限循环期
   4.3.1 A/D数字化问题
   4.3.2 调制器数字化问题
   4.3.3 抑制极限循环期的设计
  4.4 控制器的设计与实现
   4.4.1 模拟/数字转换器(ADC)
   4.4.2 数字补偿器
   4.4.3 数字MPM
  4.5 小结
  参考文献
 第5章 基于单片机的高强度气体放电灯镇流器控制
  5.1 HID灯的工作原理和模型
   5.1.1 HID灯
   5.1.2 HID灯运行需求
   5.1.3 HID灯建模
  5.2 HID灯的电子镇流器
   5.2.1 交流应用的电子镇流器
   5.2.2 直流工况下的电子镇流器
  5.3 电子镇流器中的数字控制
   5.3.1 HID灯的常规控制策略
   5.3.2 PFC变换器
   5.3.3 直-直变换器
   5.3.4 低频逆变器
   5.3.5 点火器
   5.3.6 保护电路
  5.4 应用实例
   5.4.1 HID灯镇流器
   5.4.2 单片机PIC16 F684
   5.4.3 控制策略
   5.4.4 HID灯启动
   5.4.5 预热过程
   5.4.6 稳定运行状态
   5.4.7 保护
   5.4.8 实验结果
  5.5 小结
  参考文献
 第6章 基于FPGA的整流器直接滑模PWM控制
  6.1 简介
  6.2 滑模控制:基本理论与变换器应用
  6.3 单相PWM整流器的直接滑模控制
   6.3.1 单相PWM整流器模型
   6.3.2 稳态工作限制
   6.3.3 直接滑模控制的实现
   6.3.4 基于FPGA的控制器
  6.4 三相PWM整流器的直接滑模控制
   6.4.1 三相PWM整流器模型
   6.4.2 稳态工作限制
   6.4.3 直接滑模控制的具体实施
   6.4.4 基于FPGA的控制器
  6.5 小结
  参考文献
 第7章 基于DSP控制的三相单位功率因数整流器
  7.1 简介
  7.2 变换器控制用DSP电路
  7.3 三相单位功率因数整流器拓扑
   7.3.1 三相整流器:VSR和CSR
   7.3.2 新型拓扑:Y-整流器、Δ-整流器、VIENNA整流器
  7.4 锁相环策略
   7.4.1 三相系统中具有固定采样周期的PLL
   7.4.2 具有固定采样周期的单相PLL
   7.4.3 三相系统中具有变采样周期的PLL
   7.4.4 具有变采样周期的单相PLL
   7.4.5 PLL总结
  7.5 UPF整流器的控制策略
   7.5.1 基于dq坐标系的控制
   7.5.2 基于pq理论的控制
   7.5.3 预测控制
  7.6 小结
  参考文献
 第8章 并网用三相电压源型逆变器的DSP控制
  8.1 简介
  8.2 并网用三相电压源型逆变器的建模与控制
   8.2.1 αβ静止坐标系下的建模
   8.2.2 同步旋转坐标系下的模型
   8.2.3 通过LCL滤波器并网光伏逆变器的控制
  8.3 αβ静止坐标系下并网光伏逆变器的DSP控制
   8.3.1 αβ静止坐标系下电流环的设计和实现
   8.3.2 αβ静止坐标系下电压环的设计和实现
  8.4 dq坐标系下通过LCL滤波器并网光伏逆变器的DSP控制
   8.4.1 同步旋转坐标系下电流环的设计和实现
   8.4.2 同步旋转坐标系下电压环的设计和实现
  8.5 测试结果
  8.6 小结
  参考文献
 第9章 基于FPGA和DSP控制的直-直变换器在可再生能源领域中的应用
  9.1 简介
  9.2 基于FPGA和DSP的多功能数字控制器
   9.2.1 控制平台
   9.2.2 DSP与FPGA的同步
   9.2.3 FPGA功能的实现
   9.2.4 触摸屏的实现
  9.3 面向直-直变换器的新拓扑和控制策略开发
   9.3.1 高变比无源钳位电路
   9.3.2 三相交错并联高变比升压变换器
  9.4 新拓扑在光伏发电中的应用
  9.5 小结
  参考文献
 第10章 多电平变换器的拓扑结构、调制方法和控制策略
  10.1 简介
  10.2 多电平变换器拓扑结构
   10.2.1 二极管钳位变换器(DCC)
   10.2.2 飞跨电容(FC)变换器
   10.2.3 级联式H桥多电平(CHB)变换器
   10.2.4 模块化多电平变换器(MMC)
  10.3 多电平变换器的调制技术
   10.3.1 低开关频率调制技术
   10.3.2 高开关频率调制技术
   10.3.3 MMC中环流电流的控制和电容电压平衡
   10.3.4 共模电路和差模电路
  10.4 数字控制器在多电平变换器中的应用
   10.4.1 低电平数变换器使用的集中式数字控制器
   10.4.2 高电平数变换器使用的分布式数字控制器
  10.5 小结
  参考文献
第3部分 电力电子控制电路的新趋势
 第11章 IGBT模块智能驱动发展现状分析—变换器核心的检测、控制、管理
  11.1 门极驱动简介
   11.1.1 电力电子系统、IGBT和门极驱动单元
   11.1.2 监测和控制系统
  11.2 新型门极驱动及其系统架构
   11.2.1 系统集成
   11.2.2 高温运行能力
  11.3 集成数据采集方法
   11.3.1 电压测量
   11.3.2 电流测量
   11.3.3 温度测量
  11.4 智能控制
   11.4.1 状态监测
   11.4.2 开关行为控制
   11.4.3 功率器件串联
   11.4.4 功率器件并联
  11.5 小结
  参考文献
 第12章 集成开关电容变换器的控制
  12.1 简介
  12.2 自举电路(充电泵)设计
  12.3 控制策略
   12.3.1 两级调制策略
   12.3.2 电路重构机制
   12.3.3 脉冲频率调制和脉冲控制策略
   12.3.4 载波移相
  12.4 小结
  参考文献
 第13章 基于DSP的三相单位功率因数整流器控制策略
  13.1 简介
  13.2 变换器模型
  13.3 三相变换器的常规滑模控制方法
  13.4 变换器的解耦模型
   13.4.1 解耦模型的推导
   13.4.2 模型的可控性和可观性
  13.5 基于观测器的滑模控制策略
   13.5.1 直接解耦模型
   13.5.2 KF策略
   13.5.3 Q与R矩阵的选择
   13.5.4 降低计算量
  13.6 UPFR的滑模控制
   13.6.1 内控制环
   13.6.2 外控制环
  13.7 固定开关频率的滑模控制
   13.7.1 滞回窗口的计算
   13.7.2 SDA技术
   13.7.3 开关频谱分析
  13.8 实验结果
  13.9 小结
  参考文献
 第14章 基于双核DSP的交流微网控制和通信
  14.1 简介
  14.2 交流微网的控制
   14.2.1 交流微网的架构
   14.2.2 交流微网中的变换器
   14.2.3 微网应用场景
  14.3 电网支撑型变换器的控制
   14.3.1 第一层控制
   14.3.2 第二层控制
   14.3.3 第三层控制
  14.4 交流微网的通信
   14.4.1 通信协议
   14.4.2 实验室规模的微网示例
  14.5 基于双核DSP的控制和通信
   14.5.1 DSP的控制和通信技术
   14.5.2 双核系统架构
   14.5.3 基于C28的控制实现方法
   14.5.4 基于M3的通信实现方法
   14.5.5 交流微网中控制和通信的扩展
  14.6 实验室规模微网测试结果
   14.6.1 第一层控制的性能验证
   14.6.2 第二层控制的性能验证
   14.6.3 通信网络中丢包的影响
  14.7 小结
  参考文献
 第15章 电力电子变换器智能优化设计
  15.1 简介
  15.2 评估函数
   15.2.1 第一类评估函数
   15.2.2 第二类评估函数
   15.2.3 主回路的评估函数
   15.2.4 FN的评估函数
  15.3 GA的实现
  15.4 ACO搜索过程
   15.4.1 eACO数据结构
   15.4.2 eACO搜索过程
  15.5 优化设计实例
   15.5.1 设计目标
   15.5.2 基于GA的设计
   15.5.3 基于ACO的设计
  15.6 小结
  参考文献
封底

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