DC-AC逆变技术及其应用

DC-AC逆变技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:陈道炼
出品人:
页数:341
译者:
出版时间:2003-11
价格:35.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111134404
丛书系列:
图书标签:
  • 电源
  • 逆变器
  • DC-AC转换
  • 电力电子
  • 新能源
  • 电力系统
  • 开关电源
  • 控制技术
  • 电机驱动
  • 谐波抑制
  • 可靠性设计
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具体描述

DC-AC逆变技术是应用电力半导体器件,将直流电能变换成交流电能的一种静止变流技术。在以直流发电机、蓄电池为主直流电源的二次电能变换和可再生通顺(太阳能、风能等)的并网发电等场合,逆变技术具有广泛的应用前景。

  本书在论述了电力电子及其逆变技术现状与发展的基础上,按电气隔离、功率流向、电源性质、相数、模块数、电平数、能量去向、功率变换量、相关流向、电源性质、相数、模块数、电平数、能量去向、功率变换量、相关技术等类型,系统深入并有创新地论述了方波、多重移相叠加阶梯波合成、脉宽调制、单向电压源高频环节、高频脉冲直流环节、双向电压源高频环节、谐振式双向电压源高频环节、电流源高频环节、直流变换器型高频环节、三相、并联、多电平、可再生能源并网、Delta等逆变技术和控制、驱动、缓冲、滤波等相关技术及其在逆变器中的应用。本书还以高频脉冲直流环节逆变器为例,论述了逆变技术的应用。

  本书集新概念、系统性、理论性、应用性于一体,是一本内容十分翔实、理论与工程实践紧密结合的著作,可作为高等学校电力电子与电力传动学科及相关学科本科生、硕士生、博士生和教师的参考书,也可供人事逆变技术研究、开发的工程技术人员参考使用。

高功率半导体器件在电力电子系统中的应用与挑战 图书简介 本书深入探讨了当代电力电子领域的核心技术——高功率半导体器件(Power Semiconductor Devices, PSDs)在各类系统中的应用、性能优化及其面临的挑战。本书旨在为电力电子工程师、系统设计师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入的技术参考和学习资源。 电力电子技术是实现能源转换、传输和控制的关键,而高功率半导体器件则是电力电子系统的“心脏”。随着全球能源结构向可持续化转型,以及电动汽车、可再生能源并网、智能电网和先进电机驱动等领域对高效、高频、高可靠性电子系统的需求日益增长,对功率半导体器件的性能提出了前所未有的要求。本书正是紧密围绕这一发展趋势,聚焦于现有主流及新兴功率器件的技术特性、制造工艺对系统性能的影响,以及未来器件的发展方向。 第一部分:功率半导体器件基础与新一代技术 本书的第一部分首先回顾了电力电子系统对功率器件的基本要求,如高耐压、低导通损耗、快速开关速度、高结温鲁棒性等。随后,详细剖析了当前工业界应用最广泛的几类器件的物理原理、结构特点和关键性能指标: 超结型硅基器件(SJ-MOSFETs与IGBTs): 详细分析了Junction Termination Extension (JTE) 和Field-Stop (FS) 等技术如何突破传统硅基器件的耐压-导通电阻平衡限制。书中不仅涵盖了器件的静态特性(如$V_{CE(sat)}$或$R_{DS(on)}$),还重点分析了动态特性,包括开关损耗的产生机理(拖尾电流、米勒平台效应)以及如何通过优化阱区结构和电荷注入策略来最小化开关损耗,特别是针对高频应用场景下的限制。 宽禁带(WBG)半导体器件的崛起: 硅碳(SiC)和氮化镓(GaN)是当前电力电子领域变革的核心驱动力。本书用大量篇幅阐述了SiC MOSFET和GaN HEMT相比于传统硅器件在击穿电场强度、热导率和电子迁移率方面的根本性优势。 SiC技术: 重点分析了SiC MOSFET的结构演变(如Trench型和Planar型),其工作在更高温度和更高频率下的可靠性问题,特别是其易受瞬态过电压(dv/dt)冲击的弱点,并提供了对应的驱动和保护电路设计策略。 GaN技术: 深入探讨了增强型(e-mode)和耗尽型(d-mode)HEMTs的差异,以及p-GaN栅极、异质结结构对阈值电压稳定性的影响。书中着重分析了GaN在高频下的开关行为,如$Q_{g}$、$Q_{gd}$的特性,以及如何有效管理封装电感以发挥其超快开关的潜力。 第二部分:器件的集成、封装与热管理 器件的性能实现高度依赖于其封装技术和系统集成水平。本部分着眼于将裸晶片转化为可靠、可用的功率模块的工程实践。 先进封装技术: 详细比较了传统引线键合(Wire Bonding)、倒装焊(Flip-Chip)以及更先进的铜烧结(Copper Sintering)连接技术对寄生电感和热阻的影响。特别地,书中分析了在数千安培电流下,如何通过优化焊点几何形状和材料选择来显著降低模块的导通损耗和提高热循环寿命。 热阻的精确建模与量化: 探讨了从芯片结温($T_j$)到散热器界面的热路径分析。内容包括了瞬态热阻抗曲线($Z_{th(t)}$)的测量方法与拟合模型(如Foster或Cauer网络模型)。针对高频率工作,书中还探讨了由于开关频率升高导致的“热点”效应和器件内部温度分布不均的仿真与实验分析。 集成与系统级优化(System-in-Package, SiP): 介绍了将驱动电路、保护电路与功率芯片集成于同一封装内的趋势,以缩短驱动回路,减少噪声耦合,并提高了系统的功率密度。 第三部分:驱动、保护与可靠性工程 高性能功率器件的潜力必须通过精确、鲁棒的驱动和保护电路来实现。 高速开关驱动技术: 针对SiC和GaN器件,书中详细阐述了栅极驱动器的设计原则。这包括精确的米勒箝位能力、抗共模噪声的差分驱动架构、以及如何通过优化驱动电压斜率($dv/dt$)来平衡开关损耗与dv/dt引起的误触发风险。对于SiC MOSFET,如何精确控制$ ext{di/dt}$以减小反向恢复峰值电流($I_{RP}$)的策略是重点讨论内容。 器件的可靠性与失效模式: 深入剖析了功率器件在实际工作中的主要失效机制。这包括: 电气失效: 过压、过流瞬态响应、dv/dt导致的雪崩击穿、以及寄生L(如封装电感)引发的振荡与尖峰电压引起的损坏。 热机械失效: 热循环导致的键合线疲劳、芯片与基板间的脱焊(Delamination)以及焊料疲劳。书中引入了基于寿命预测模型的寿命分析方法(如Miner准则在热疲劳中的应用)。 保护电路设计: 探讨了短路(Short-Circuit, SC)保护、过温保护(OTP)的实现。对于高压IGBT和MOSFET,SC保护需要极快的检测和关断时间,书中分析了利用器件自身$V_{CE(sat)}$或$ ext{Vgs}$的变化进行感测的优缺点,以及在不同拓扑结构下的SC检测策略。 第四部分:新兴应用与未来展望 本书的最后部分将视角投向前沿应用,探讨了下一代功率器件技术对能源系统的影响。 电力电子在电网中的角色: 分析了高功率SiC/GaN模块在柔性直流输电(HVDC)、固态变压器(SST)和面向可再生能源(如风电、光伏逆变器)中的应用,强调了器件高频化带来的滤波器小型化和系统动态响应速度提升的效益。 电动汽车与大功率应用: 重点关注了SiC器件在车载牵引逆变器、车载充电机(OBC)中的性能优势,包括提高能量密度和电池续航里程的贡献,以及在应对高环境温度和振动载荷方面的工程设计考量。 下一代器件展望: 简要介绍了基于金刚石(Diamond)等超宽禁带材料的器件研究进展,以及多芯片集成模块化(MCM)的未来趋势。 全书内容严格基于电力电子系统的工程需求和器件物理的最新研究成果,力求在理论深度与工程实践之间建立坚实的桥梁,为读者提供解决复杂功率变换系统挑战的有力工具。

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用户评价

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阅读《现代信号处理导论》这本书的体验,简直像进行了一场酣畅淋漓的数学思维体操。它以极其严谨的数学框架为基础,系统地构建了离散时间信号处理的整个知识体系。书中对傅里叶分析、Z变换以及滤波器设计的阐述,逻辑链条极其完整,每一步推导都清晰可见,几乎没有让读者产生“此处必有跳跃”的感觉。对于那些对数字信号处理(DSP)算法有深入探究需求的读者来说,这本书是极好的基石。特别是关于谱估计部分的讲解,从经典的周期图法到更先进的参数化方法,层次分明,讲解到位。虽然这本书的数学密度相当高,可能对初学者不太友好,但对于已经有一定基础,希望将理论提升到更高层次的专业人士来说,这本书无疑是宝典级别的存在。它教会你的不仅仅是“如何计算”,更是“为何如此计算”背后的深刻原理。

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《高级材料科学基础》这本书,为我打开了一扇通往微观世界的大门。它在宏观现象与微观结构之间的桥梁搭建得极为出色。这本书的叙事方式非常具有启发性,它不是简单地罗列材料的物理性质,而是从晶体学、热力学和量子力学的基础出发,解释了为什么某些材料会呈现出独特的电学、磁学或机械性能。关于相变动力学和缺陷工程的章节尤其精彩,作者通过清晰的图示和直观的模型,解释了材料性能如何随加工过程被精确调控。它强调的是“理解本质”,而不是死记硬背参数表。读完这本书,你会对半导体、陶瓷乃至新型复合材料的性能极限产生一种全新的敬畏感。它培养的不是一个“配方使用者”,而是一个能够设计新材料体系的思考者,这种深度和广度在同类书籍中极为罕见。

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我最近刚翻阅完《电力电子系统设计与实践》这本书,不得不说,这本书在理论深度和工程应用之间找到了一个非常巧妙的平衡点。它没有那种纯理论书籍的枯燥乏味,而是用大量贴近实际的案例来阐述复杂的电力电子原理。特别是关于开关电源拓扑结构的对比分析部分,作者不仅清晰地解释了各种拓扑的优缺点,还深入探讨了不同应用场景下的最优选择标准,这对于我们这些在研发一线工作的工程师来说,简直是如虎添翼。书中的仿真模型和实物测试数据的对比分析也做得非常扎实,让人对书中的理论推导和设计方法深信不疑。作者在讲解高频化设计中的关键挑战,比如热管理和电磁兼容(EMC)问题时,给出的解决方案非常具有可操作性,绝非纸上谈兵。如果你正在寻找一本能帮你从“会用”晋升到“精通”电力电子设计的工具书,这本书绝对值得拥有。它更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何避开那些常见的“坑”。

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我个人对《高性能嵌入式系统开发指南》这本书的评价可以用“实战宝典”来形容。它完全摒弃了传统教材那种“什么都讲一点点”的通病,而是聚焦于如何构建一个稳定、高效、低功耗的现代嵌入式系统。书中的重点放在了实时操作系统(RTOS)的选择、内核裁剪与优化,以及如何有效地进行多核异构编程上。作者提供了许多关于中断延迟分析和缓存一致性处理的深度剖析,这些都是日常调试中非常棘手的问题。最让我印象深刻的是关于电源管理策略的章节,它不仅仅停留在理论层面,而是结合了具体的SoC架构,讲解了如何通过软件手段实现毫瓦级的功耗控制。这本书的语言风格非常直接,目标明确,没有多余的寒暄,每一页都充满了可以被立即应用到项目中的宝贵经验。对于希望快速将嵌入式项目推向工业级稳定性的开发者来说,这本书的价值不可估量。

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我对《经典控制理论的现代诠释》这本书的感受是“颠覆与重构”。传统控制理论往往被认为是一套陈旧的工具箱,但这本书通过引入现代系统辨识、鲁棒控制和最优控制的视角,对经典PID控制进行了极其深刻的“再包装”。作者巧妙地将频域分析与时域状态空间模型有机结合起来,展示了例如根轨迹和波特图背后的更深层含义。书中对系统建模的探讨非常细致,强调了在不确定性环境下如何构建一个足够精确且鲁棒的模型,而不是一味追求模型的完美。特别是在讲解李雅普诺夫稳定性分析时,它提供了一种从能量角度理解反馈系统的全新视角。这本书的结构安排极具匠心,它既保留了经典方法的易懂性,又融入了现代控制理论的严谨性,让读者能够真正理解反馈控制艺术的精髓所在,而非仅仅停留在公式套用层面。

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