两级式单相变换器，包括两级式单相DC-AC逆变器和两级式单相功率因数校正变换器，是交流电和直流电之间的电能变换接口，已广泛应用于各种交直流变换场合。在两级式单相变换器中，交流端口的瞬时功率以两倍交流电压频率脉动，导致中间直流母线端口产生两倍交流电压频率的脉动电流，此即二次谐波电流。本书阐明了两级式单相变换器中二次谐波电流的产生机理、传播特性及其危害，并针对不同工作模式和不同电路拓扑的DC-DC变换器，提出了二次谐波电流抑制方法。在此基础上，加入二次谐波电流补偿器来补偿二次谐波电流，以大幅减小中间母线电容容量，去除寿命较短的电解电容，从而延长系统寿命并提高可靠性。本书介绍了二次谐波电流补偿器的控制策略，揭示了加入二次谐波电流补偿器后两级式单相变换器的系统稳定性特点，并提出了稳定性改善方法。
本书是一本理论分析与工程设计相结合的专著，可作为高校电力电子技术专业及相关专业的硕士生、博士生和教师的参考书，也可供从事LED照明电源、电动汽车车载充电器、轨道交通辅助变流器、航空航天电源、可再生能源发电等方面研究开发的工程技术人员参考使用。

电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 绪论
1.1 两级式单相变换器的应用
1.1.1 单相变换器的应用
1.1.2 单相变换器的结构
1.2 二次谐波电流的产生和传播
1.3 二次谐波电流的危害
1.4 二次谐波电流抑制方法
1.4.1 基于无源元件的二次谐波电流抑制方法
1.4.2 基于DC-DC变换器控制的二次谐波电流抑制方法
1.4.3 基于功率解耦的二次谐波电流抑制方法
1.5 二次谐波电流补偿器
1.5.1 二次谐波电流补偿器的控制策略
1.5.2 加入二次谐波电流补偿器的两级式单相变换器系统的稳定性
1.6 本章小结
参考文献
第2章 两级式单相变换器中二次谐波电流抑制的基本思路
2.1 两级式单相变换器中DC-DC变换器的分类
2.2 两级式单相变换器中DC-DC变换器的交流小信号模型
2.3 两级式单相变换器中DC-DC变换器的母线端口阻抗特性
2.3.1 两级式单相DC-AC逆变器中BVCC的母线端口阻抗推导
2.3.2 两级式单相DC-AC逆变器中BCCC的母线端口阻抗推导
2.3.3 两级式单相PFC变换器中BCCC的母线端口阻抗推导
2.3.4 两级式单相PFC变换器中BVCC的母线端口阻抗推导
2.3.5 BVCC和BCCC的母线端口阻抗特性讨论
2.4 二次谐波电流抑制的基本方法
2.4.1 BVCC的二次谐波电流抑制方法
2.4.2 BCCC的二次谐波电流抑制方法
2.4.3 基于二次谐波电流补偿器的二次谐波电流抑制方法
2.5 本章小结
参考文献
第3章 两级式单相DC-AC逆变器中前级为Buck类BVCC的
二次谐波电流抑制方法
3.1 二次谐波电流的传播机理
3.2 Buck类BVCC的二次谐波电流抑制方法
3.2.1 虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的引入
3.2.2 Buck变换器中虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的选取
3.3 Buck类BVCC的二次谐波电流抑制控制策略推导
3.3.1 加带通滤波器电感电流反馈的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.2 基于虚拟电阻的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.3 带阻滤波器级联电压调节器的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.4 加带通滤波器电容电压反馈的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.5 加带阻滤波器负载电流前馈的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.6 加入负载电流前馈并复用带阻滤波器的二次谐波电流抑制控制策略
3.3.7 不同二次谐波电流抑制控制策略的比较
3.4 兼顾二次谐波电流抑制和稳定裕度的闭环参数设计
3.4.1 采用VRS时的闭环参数设计
3.4.2 采用BPF-ICFS时的闭环参数设计
3.4.3 采用NF-VL+LCFFS时的闭环参数设计
3.5 采用不同控制策略时Buck类BVCC母线端口阻抗的对比
3.6 实验验证
3.7 本章小结
参考文献
第4章 两级式单相DC-AC逆变器中前级为Boost类BVCC的二
次谐波电流抑制方法
4.1 二次谐波电流在Boost类BVCC和直流输入源中的传播机理
4.2 Boost类BVCC的二次谐波电流抑制方法
4.2.1 虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的引入
4.2.2 Boost变换器中虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的选取
4.3 Boost类BVCC的二次谐波电流抑制控制策略推导
4.3.1 加带通滤波器的二极管(电感)电流反馈的二次谐波电流抑制控制策略
4.3.2 基于虚拟电阻的二次谐波电流抑制控制策略
4.3.3 加带阻滤波器负载电流前馈的二次谐波电流抑制控制策略
4.3.4 带阻滤波器级联电压调节器并加入负载电流前馈的二次谐波电流抑制
控制策略
4.3.5 不同二次谐波电流抑制方法的比较
4.4 兼顾二次谐波电流抑制和稳定裕度的闭环参数设计
4.4.1 采用VRS时的闭环参数设计
4.4.2 采用BPF-ICFS时的闭环参数设计
4.4.3 采用NF-VR+LCFFS时的闭环参数设计
4.5 采用不同控制策略时Boost类BVCC母线端口阻抗的对比
4.6 实验验证
4.7 本章小结
参考文献
第5章 基于DCX-LLC谐振变换器的两级式DC-AC逆变器中
二次谐波电流抑制方法
5.1 二次谐波电流的传播机理
5.2 预调节器+LLC变换器的小信号模型
5.2.1 LLC谐振变换器的小信号模型
5.2.2 DCX-LLC谐振变换器小信号模型的近似简化
5.2.3 预调节器+LLC变换器的小信号模型
5.3 抑制二次谐波电流的基本思路
5.3.1 Cb1和Cb2的设计
5.3.2 抑制二次谐波电流的基本思路
5.4 抑制前级预调节器+LLC变换器中二次谐波电流的控制策略
5.4.1 在电压环中加入带阻滤波器
5.4.2 在整流桥支路引入虚拟串联阻抗
5.4.3 同时加入带阻滤波器并引入虚拟串联阻抗
5.5 实验验证
5.5.1 两级式DC-AC逆变器的实现
5.5.2 虚拟串联阻抗的设计
5.5.3 不同控制策略下前级变换器的输出阻抗对比
5.5.4 实验结果
5.6 本章小结
参考文献
第6章 两级式逆变器中前级为BCCC的二次谐波电流抑制方法
6.1 前级Boost变换器的小信号模型
6.2 二次谐波电流抑制方法
6.2.1 前级Boost变

序言
1974年美国学者
W.Newell提出了电力电子
技术学科的定义，电力电
子技术是由电气工程、电
子科学与技术和控制理论
三个学科交叉而形成的。
电力电子技术是依靠电力
半导体器件实现电能的高
效率利用，以及对电机运
动进行控制的一门学科。
电力电子技术是现代社会
的支撑科学技术，几乎应
用于科技、生产、生活各
个领域：电气化、汽车、
飞机、自来水供水系统、
电子技术、无线电与电视
、农业机械化、计算机、
电话、空调与制冷、高速
公路、航天、互联网、成
像技术、家电、保健科技
、石化、激光与光纤、核
能利用、新材料制造等。
电力电子技术在推动科学
技术和经济的发展中发挥
着越来越重要的作用。进
入21世纪，电力电子技术
在节能减排方面发挥着重
要的作用，它在新能源和
智能电网、直流输电、电
动汽车、高速铁路中发挥
核心的作用。电力电子技
术的应用从用电，已扩展
至发电、输电、配电等领
域。电力电子技术诞生近
半个世纪以来，也给人们
的生活带来了巨大的影响
。
目前，电力电子技术仍
以迅猛的速度发展着，电
力半导体器件性能不断提
高，并出现了碳化硅、氮
化镓等宽禁带电力半导体
器件，新的技术和应用不
断涌现，其应用范围也在
不断扩展。不论在全世界
还是在我国，电力电子技
术都已造就了一个很大的
产业群。与之相应，从事
电力电子技术领域的工程
技术和科研人员的数量与
日俱增。因此，组织出版
有关电力电子新技术及其
应用的系列图书，以供广
大从事电力电子技术的工
程师和高等学校教师和研
究生在工程实践中使用和
参考，促进电力电子技术
及应用知识的普及。
在20世纪80年代，电力
电子学会曾和机械工业出
版社合作，出版过一套“电
力电子技术丛书”，那套丛
书对推动电力电子技术的
发展起过积极的作用。最
近，电力电子学会经过认
真考虑，认为有必要以“电
力电子新技术系列图书”的
名义出版一系列著作。为
此，成立了专门的编辑委
员会，负责确定书目、组
稿和审稿，向机械工业出
版社推荐，仍由机械工业
出版社出版。
本系列图书有如下特色
：
本系列图书属专题论著
性质，选题新颖，力求反
映电力电子技术的新成就
和新经验，以适应我国经
济迅速发展的需要。理论
联系实际，以应用技术为
主。
本系列图书组稿和评审
过程严格，作者都是在电
力电子技术第一线工作的
专家，且有丰富的写作经
验。内容力求深入浅出，
条理清晰，语言通俗，文
笔流畅，便于阅读学习。
本系列图书编委会中，既
有一大批国内资深的电力
电子专家，也有不少已崭
露头角的青年学者，其组
成人员在国内具有较强的
代表性。
希望广大读者对本系列
图书的编辑、出版和发行
给予支持和帮助，并欢迎
对其中的问题和错误给予
批评指正。
电力电子新技术系列图
书编辑委员会