新能源汽車電力電子技術仿真

前言
第1章波形、器件與開關過程1
1.1電路波形1
1.1.1一個簡單電路的模擬1
1.1.2鉛酸電池模型4
1.1.3正弦波6
1.1.4矩形波8
1.1.5三角波9
1.1.6諧波11
1.2功率半導體器件模型14
1.2.1器件發展與分類14
1.2.2不可控器件15
1.2.3半控型器件17
1.2.4全控型器件20
1.3開關過程23
1.3.1硬開關23
1.3.2理想開關及其驅動24
1.3.3RLC負載的理想開關過程26
1.3.4零電壓開關29
1.3.5零電流開關36

第2章續流、換流與脈寬調製43
2.1續流與換流43
2.1.1功率二極體續流43
2.1.2功率半導體器件換流47
2.1.3功率半導體器件換流模擬49
2.2直流開關53
2.2.1低邊開關53
2.2.2高邊開關54
2.3脈衝寬度調製原理55
2.3.1占空比55
2.3.2直流斬波57
2.3.3正弦波PWM發生原理58
2.4電路的狀態平均65
2.4.1狀態平均電感特性65
2.4.2狀態平均電容特性67
2.4.3離散化方法69
2.5等效熱路模型71
2.5.1熱阻計算71
2.5.2功率半導體器件結溫溫升過程模擬72

第3章DC-DC變換電路74
3.1DC-DC降壓變換器74
3.1.1電路結構和工作原理74
3.1.2工作模式75
3.1.3週期穩態輸出電壓計算76
3.1.4CCM變換器性能分析77
3.1.5通態壓降影響分析79
3.1.6負載電阻影響分析81
3.2DC-DC升壓變換器85
3.2.1電路結構和工作原理85
3.2.2升壓原理86
3.2.3週期穩態輸出電壓計算86
3.2.4CCM變換器性能分析87
3.2.5輸出電壓和電感電流紋波分析89
3.2.6元件寄生電阻影響分析91
3.2.7臨界模式電感計算94
3.3DC-DC升降壓變換器96
3.3.1電路結構和工作原理96
3.3.2週期穩態輸出電壓計算97
3.3.3燃料電池系統升降壓變換器設計98
3.4DC-DC組合電路101
3.4.1半橋式雙向變換器101
3.4.2雙半橋式雙向變換器102
3.4.3H橋式變換器103

第4章DC-DC隔離變換電路108
4.1單端正激式變換器108
4.1.1電路結構與工作原理108
4.1.2性能模擬109
4.1.3非理想脈衝變壓器影響分析110
4.2半橋式隔離變換器112
4.2.1電路結構與工作原理113
4.2.2性能模擬113
4.2.3非理想脈衝變壓器影響分析115
4.2.4功率半導體器件寄生參數影響分析123
4.3全橋式隔離變換器124
4.3.1電路結構與工作原理125
4.3.2性能模擬125
4.3.3移相控制126
4.3.4隔直電容影響分析130

第5章逆變電路133
5.1單相電壓型逆變電路133
5.2單極性SPWM技術134
5.2.1性能模擬134
5.2.2工作原理136
5.2.3諧波分析139
5.2.4直流鏈路濾波電容140
5.3雙極性SPWM技術142
5.3.1性能模擬142
5.3.2工作原理143
5.3.3諧波分析145
5.4三相電壓型逆變器147
5.4.1電路工作原理147
5.4.2SPWM策略148
5.4.3諧波分析152
5.5空間向量脈寬調製154
5.5.1空間電壓向量154
5.5.2SVPWM調製方法156
5.5.3PSIM模型157
5.5.4性能模擬162
5.5.5諧波分析164

第6章單相整流電路167
6.1單相橋式整流電路167
6.1.1電阻負載單相橋式二極體整流電路167
6.1.2容性負載單相橋式二極體整流電路168
6.1.3感性負載單相橋式二極體整流電路171
6.2相控整流電路172
6.2.1電阻負載單相橋式晶閘管半控整流電路172
6.2.2容性負載單相橋式晶閘管半控整流電路174
6.2.3感性負載單相橋式晶閘管半控整流電路175
6.2.4蓄電池負載單相橋式晶閘管半控整流電路178
6.3單相PWM整流電路180
6.3.1PWM整流器的基本原理180
6.3.2單相電壓型PWM整流電路PSIM模型182
6.3.3性能模擬184

第7章純電動汽車電力電子系統模擬186
7.1系統模擬模型186
7.1.1系統組成186
7.1.2整車模型187
7.1.3動力電池組模型191
7.1.4高壓母線模型192
7.2低壓電氣系統模型194
7.2.1高低壓DC-DC直流變換器模型194
7.2.2動態性能模擬194
7.3電驅動系統模型196
7.3.1整車控制模型197
7.3.2三相交流永磁同步電機模型200
7.3.3電機控制模型203
7.4系統性能模擬210
7.4.1轉矩控制模式210
7.4.2轉速控制模式212
參考文獻214