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高頻開關變換器的數字控制 版權信息
- ISBN：9787111576051
- 條形碼：9787111576051 ; 978-7-111-57605-1
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高頻開關變換器的數字控制 本書特色
《高頻開關變換器的數字控制》全面地介紹了開關功率變換器的數字控制。 第1章簡介了開關變換器連續時間域經典的平均狀態建模方法。第2章介紹了數字控制的基本結構。第3章介紹了開關變換器離散域直接建模的方法并得到z域的小信號動態模型。在此基礎上，第4章介紹了如何直接設計數字補償器。第5章介紹了模/數(A/D)轉換器的幅度量化誤差和數字脈沖寬度調制器（DPWM）。第6章介紹了數字補償器的實現。后,第7章介紹了整定技術。
《高頻開關變換器的數字控制》可為從事電力電子或數字控制的相關研究和應用的工程技術人員提供參考，也可作為高等院校相關專業學生的研究生教材使用。
高頻開關變換器的數字控制 內容簡介
《高頻開關變換器的數字控制》一書聚焦于高頻開關變換器的分析、建模和數字控制環路設計。本書圍繞功率變換器展開敘述，旨在讓讀者理解功率變換器，分析功率變換器，能對功率變換器進行建模，并進行設計及實現數字環路控制。本書覆蓋了系統級傳遞函數至實際工程實現的全過程。本書提供了理論和實際例程。后續部分還廣泛采用了Matlab仿真并提供仿真例程。
本書的特點如下：
1)功率變換器的數字控制理論；
2)Verilog和VHDL代碼；
3)數字補償器設計實例。
《高頻開關變換器的數字控制》全面覆蓋了數字控制的理論和實際設計，并且關注了基礎和前沿熱點問題。
高頻開關變換器的數字控制 目錄
目錄
譯者序
原書前言
導論1
第1章DC-DC變換器的連續平均建模9
1.1PWM變換器9
1.2變換器的穩態11
1.2.1升壓變換器舉例12
1.2.2開關紋波估計13
1.2.3基本變換器的電壓轉換比14
1.3變換器的動態和控制15
1.3.1變換器的平均和線性化16
1.3.2脈沖寬度調制器的建模18
1.3.3系統環路增益19
1.3.4基本變換器的平均小信號建模20
1.4狀態空間平均法21
1.4.1變換器的靜態工作點21
1.4.2平均小信號狀態方程模型22
1.4.3升壓變換器舉例23
1.5設計實例24
1.5.1電壓模式控制的同步降壓變換器25
1.5.2平均電流模式控制的升壓變換器32
1.6占空比d［k］和d(t)36
1.7要點總結37
第2章數字控制環路38
2.1實例學習：電壓模式的數字控制38
2.2A/D轉換39
2.2.1抽樣速率39
2.2.2幅值量化42
2.3A/D轉換數字補償器43
2.4數字PWM（DPWM）46
2.5環路中的延遲48
2.5.1控制延遲48
2.5.2調制延遲49
2.5.3整個環路延遲51
2.6數字控制設計中使用平均模型52
2.6.1平均模型的局限性52
2.6.2數字控制的變換器的平均模型54
2.7要點總結57
第3章離散時間建模58
3.1離散時間小信號建模58
3.1.1入門實例：開關電感60
3.1.2一般情況63
3.1.3用于PWM的基本類型的離散時間模型64
3.2離散時間模型實例66
3.2.1同步降壓變換器66
3.2.2升壓變換器72
3.3時不變拓撲的離散時間建模76
3.3.1離散時間建模的等價性78
3.3.2與修正Z變換的關系80
3.3.3Tu(z)的計算80
3.3.4降壓變換器實例83
3.4基本Matlab的變換器的離散時間建模83
3.5要點總結87
第4章數字控制88
4.1系統級補償器的設計88
4.1.1采用雙線性變換法直接設計89
4.1.2在z域和p域的數字PID補償器91
4.2設計例程94
4.2.1電壓控制模式時同步降壓變換器的數字控制94
4.2.2電流控制模式時升壓變換器的數字控制100
4.2.3多環控制模式時同步降壓變換器的數字控制102
4.2.4升壓功率因數校正器105
4.3變換器的其他傳遞函數117
4.4驅動器飽和與積分抗飽和措施120
4.5要點總結124
第5章幅值量化126
5.1系統量化126
5.1.1A/D轉換器127
5.1.2DPWM量化128
5.2穩態時的解129
5.3無極限環的條件131
5.3.1DPWM與A/D分辨率132
5.3.2積分增益134
5.3.3動態量化效應136
5.4DPWM和A/D轉換器實現技術137
5.4.1DPWM硬件實現技術137
5.4.2通過Σ-Δ調制有效改進DPWM的分辨率141
5.4.3A/D轉換器142
5.5要點總結143
第6章補償器的實現144
6.1PID補償器的實現146
6.2系數的縮放和量化148
6.2.1系數的縮放149
6.2.2系數的量化151
6.3電壓控制模式實例：系數量化153
6.3.1并聯結構154
6.3.2直接結構156
6.3.3級聯結構157
6.4定點控制器的實現161
6.4.1有效的動態范圍和硬件的動態范圍162
6.4.2信號的上限和L1范數163
6.5電壓控制模式實例：定點實現164
6.5.1并聯實現166
6.5.2直接實現169
6.5.3級聯實現171
6.5.4線性系統和量化后的系統響應對比174
6.6控制器的HDL實現175
6.6.1VHDL實例175
6.6.2Verilog實例178
6.7要點總結179
第7章數字控制的自整定180
7.1自整定技術簡介180
7.2可編程的PID結構181
7.3通過注入數字擾動信號實現自整定184
7.3.1工作原理185
7.3.2PD自整定的實現188
7.3.3仿真實例190
7.3.4PD自整定環路的小信號分析192
7.4基于繼電器反饋的數字自整定197
7.4.1工作原理198
7.4.2數字式繼電器反饋的實現199
7.4.3仿真實例202
7.5實現問題203
7.6要點總結204
附錄205
附錄A離散時間線性系統和Z變換205
A.1差分方程205
A.1.1強迫響應206
A.1.2自由響應207
A.1.3脈沖響應和系統的模208
A.1.4模的漸進特性209
A.1.5更多實例209
A.2Z變換210
A.2.1定義210
A.2.2性質210
A.3傳遞函數212
A.3.1穩定性212
A.3.2頻率響應212
A.4狀態空間表達式213
附錄B定點算法和HDL編碼214
B.1截斷操作和截斷誤差214
B.2浮點和定點算術系統215
B.3二進制補碼（B2C）的定點表示216
B.4信號表示218
B.5B2C數的操作以及HDL實例219
B.5.1符號擴展219
B.5.2對齊220
B.5.3符號取反221
B.5.4LSB和MSB截斷222
B.5.5加法和減法223
B.5.6乘法225
B.5.7溢出檢測和飽和運算225
附錄C規則采樣脈沖寬度調制器的小信號相位滯后230
C.1后沿調制器231
C.2前沿調制器234
C.3對稱調制器234
參考文獻236
譯者序
原書前言
導論1
第1章DC-DC變換器的連續平均建模9
1.1PWM變換器9
1.2變換器的穩態11
1.2.1升壓變換器舉例12
1.2.2開關紋波估計13
1.2.3基本變換器的電壓轉換比14
1.3變換器的動態和控制15
1.3.1變換器的平均和線性化16
1.3.2脈沖寬度調制器的建模18
1.3.3系統環路增益19
1.3.4基本變換器的平均小信號建模20
1.4狀態空間平均法21
1.4.1變換器的靜態工作點21
1.4.2平均小信號狀態方程模型22
1.4.3升壓變換器舉例23
1.5設計實例24
1.5.1電壓模式控制的同步降壓變換器25
1.5.2平均電流模式控制的升壓變換器32
1.6占空比d［k］和d(t)36
1.7要點總結37
第2章數字控制環路38
2.1實例學習：電壓模式的數字控制38
2.2A/D轉換39
2.2.1抽樣速率39
2.2.2幅值量化42
2.3A/D轉換數字補償器43
2.4數字PWM（DPWM）46
2.5環路中的延遲48
2.5.1控制延遲48
2.5.2調制延遲49
2.5.3整個環路延遲51
2.6數字控制設計中使用平均模型52
2.6.1平均模型的局限性52
2.6.2數字控制的變換器的平均模型54
2.7要點總結57
第3章離散時間建模58
3.1離散時間小信號建模58
3.1.1入門實例：開關電感60
3.1.2一般情況63
3.1.3用于PWM的基本類型的離散時間模型64
3.2離散時間模型實例66
3.2.1同步降壓變換器66
3.2.2升壓變換器72
3.3時不變拓撲的離散時間建模76
3.3.1離散時間建模的等價性78
3.3.2與修正Z變換的關系80
3.3.3Tu(z)的計算80
3.3.4降壓變換器實例83
3.4基本Matlab的變換器的離散時間建模83
3.5要點總結87
第4章數字控制88
4.1系統級補償器的設計88
4.1.1采用雙線性變換法直接設計89
4.1.2在z域和p域的數字PID補償器91
4.2設計例程94
4.2.1電壓控制模式時同步降壓變換器的數字控制94
4.2.2電流控制模式時升壓變換器的數字控制100
4.2.3多環控制模式時同步降壓變換器的數字控制102
4.2.4升壓功率因數校正器105
4.3變換器的其他傳遞函數117
4.4驅動器飽和與積分抗飽和措施120
4.5要點總結124
第5章幅值量化126
5.1系統量化126
5.1.1A/D轉換器127
5.1.2DPWM量化128
5.2穩態時的解129
5.3無極限環的條件131
5.3.1DPWM與A/D分辨率132
5.3.2積分增益134
5.3.3動態量化效應136
5.4DPWM和A/D轉換器實現技術137
5.4.1DPWM硬件實現技術137
5.4.2通過Σ-Δ調制有效改進DPWM的分辨率141
5.4.3A/D轉換器142
5.5要點總結143
第6章補償器的實現144
6.1PID補償器的實現146
6.2系數的縮放和量化148
6.2.1系數的縮放149
6.2.2系數的量化151
6.3電壓控制模式實例：系數量化153
6.3.1并聯結構154
6.3.2直接結構156
6.3.3級聯結構157
6.4定點控制器的實現161
6.4.1有效的動態范圍和硬件的動態范圍162
6.4.2信號的上限和L1范數163
6.5電壓控制模式實例：定點實現164
6.5.1并聯實現166
6.5.2直接實現169
6.5.3級聯實現171
6.5.4線性系統和量化后的系統響應對比174
6.6控制器的HDL實現175
6.6.1VHDL實例175
6.6.2Verilog實例178
6.7要點總結179
第7章數字控制的自整定180
7.1自整定技術簡介180
7.2可編程的PID結構181
7.3通過注入數字擾動信號實現自整定184
7.3.1工作原理185
7.3.2PD自整定的實現188
7.3.3仿真實例190
7.3.4PD自整定環路的小信號分析192
7.4基于繼電器反饋的數字自整定197
7.4.1工作原理198
7.4.2數字式繼電器反饋的實現199
7.4.3仿真實例202
7.5實現問題203
7.6要點總結204
附錄205
附錄A離散時間線性系統和Z變換205
A.1差分方程205
A.1.1強迫響應206
A.1.2自由響應207
A.1.3脈沖響應和系統的模208
A.1.4模的漸進特性209
A.1.5更多實例209
A.2Z變換210
A.2.1定義210
A.2.2性質210
A.3傳遞函數212
A.3.1穩定性212
A.3.2頻率響應212
A.4狀態空間表達式213
附錄B定點算法和HDL編碼214
B.1截斷操作和截斷誤差214
B.2浮點和定點算術系統215
B.3二進制補碼（B2C）的定點表示216
B.4信號表示218
B.5B2C數的操作以及HDL實例219
B.5.1符號擴展219
B.5.2對齊220
B.5.3符號取反221
B.5.4LSB和MSB截斷222
B.5.5加法和減法223
B.5.6乘法225
B.5.7溢出檢測和飽和運算225
附錄C規則采樣脈沖寬度調制器的小信號相位滯后230
C.1后沿調制器231
C.2前沿調制器234
C.3對稱調制器234
參考文獻236
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高頻開關變換器的數字控制 作者簡介
Luca Corradini博士，意大利帕多瓦大學電氣工程副教授。Corradini博士作為合著者發表了超過50篇的期刊和會議論文。
Dragan Maksimovi博士，美國科羅拉多大學波爾得分校Charles V. Schelke講席教授，科羅拉多電力電子研究中心（CoPEC）主任。
Paolo Mattavelli博士，意大利帕多瓦大學電氣工程教授。Mattavelli博士的主要研究領域為功率變換器的分析、建模和控制。
Regan Zane博士，美國猶他州立大學電氣與計算機工程教授。Zane博士因在節能照明系統方面所做的工作于2004年獲得美國國家科學基金會職業成就獎（NSF Career Award）。
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