Power Semiconductor Materials and Devices pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Materials Research Society

作者:Wolfgang, E. 编

出品人:

页数:456

译者:

出版时间:1998-05

价格:USD 68.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781558993884

丛书系列:

图书标签:

Power Semiconductors
Semiconductor Devices
Power Electronics
Material Science
Silicon Carbide
Gallium Nitride
Device Physics
High Voltage
Wide Bandgap
Power Conversion

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具体描述

《电力电子器件应用指南》本书深入探讨了电力电子在现代工业和日常生活中的广泛应用，旨在为工程师、技术人员和相关领域的学生提供一份全面而实用的参考。内容侧重于实际操作和应用场景，帮助读者理解不同电力电子器件的特性、选择依据以及在各种系统中的集成方法。核心内容涵盖：第一部分：电力电子器件基础与选型功率二极管（Power Diodes）：详细介绍了不同类型功率二极管（如整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管）的结构、工作原理、关键参数（如正向压降、反向恢复时间、击穿电压）以及在整流、续流等基本电路中的应用。重点分析了如何根据具体应用需求（如开关频率、电流容量、电压等级）选择合适的二极管。功率晶体管（Power Transistors）：双极结型晶体管（BJT）：涵盖了NPN和PNP功率BJT的结构、电流放大作用、驱动电路设计、功耗计算以及在开关电源、音频放大器等电路中的应用。讨论了其优缺点与MOSFET的对比。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）：详细阐述了IGBT的混合结构、工作特性、栅极驱动要求、开关损耗、热管理以及在变频器、感应加热、电动汽车驱动等高功率应用中的关键作用。提供了IGBT选型时的关键考量因素。金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）：重点介绍了N沟道和P沟道功率MOSFET的结构、栅极控制原理、导通电阻、阈值电压、开关速度、栅极驱动电路设计以及在开关电源、DC-DC转换器、逆变器等高频应用中的广泛使用。深入探讨了不同封装形式和散热策略对MOSFET性能的影响。晶闸管（Thyristors）/硅控整流器（SCR）：介绍了SCR的触发原理、门极控制、续流特性、重复峰值电压、阻断电流等参数，以及在相控调压、电机调速、高压直流输电（HVDC）等大功率控制领域的应用。同时涵盖了更高级的晶闸管器件，如双向晶闸管（TRIAC）和门极可关断晶闸管（GTO）。第二部分：电力电子电路设计与应用整流电路（Rectifier Circuits）：分析了单相和三相半波、全波、桥式整流电路的原理、输出电压波形、纹波系数、平均电流、峰值电流以及滤波器的设计。讨论了有源和无源功率因数校正（PFC）技术在现代整流器中的重要性。逆变电路（Inverter Circuits）：详细介绍了DC-AC逆变器的基本拓扑（如单相桥式、三相桥式），方波、脉宽调制（PWM）逆变技术，以及在不间断电源（UPS）、变频调速驱动（VSD）、交流电网互联（如光伏逆变器）等领域的应用。探讨了谐波抑制和电磁兼容性（EMC）设计。 DC-DC 转换器（DC-DC Converters）：降压（Buck）转换器：讲解了其工作原理、输出电压与占空比的关系、电感和电容的选型，以及在低压供电系统中的应用。升压（Boost）转换器：阐述了其工作原理、输出电压提升机制、关键组件设计，以及在电池升压、LED驱动等场景的应用。升降压（Buck-Boost）转换器：分析了其输出电压可正可负的特性，以及在多电源系统和负电压生成中的应用。隔离型转换器：介绍了隔离变压器在高频开关电源中的作用，如正激、反激、半桥、全桥等拓扑结构，以及在医疗设备、工业控制等需要电气隔离的场合的应用。电机驱动（Motor Drives）：直流电机驱动：涵盖了PWM斩波调速、回馈制动等技术。交流电机驱动：重点介绍了感应电机和同步电机的变频调速原理，如V/f控制、矢量控制（FOC）以及其在工业自动化、家电、交通运输等领域的关键作用。软开关技术（Soft Switching Techniques）：介绍了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的概念，以及它们如何降低开关损耗、提高效率、减少电磁干扰。涵盖了准谐振（QR）和移相控制等软开关实现方法。第三部分：实用考虑因素与最新发展散热设计与热管理（Thermal Design and Management）：强调了功率器件功耗和热量的产生，详细介绍了散热器（Heatsinks）的选择与计算、热界面材料（TIMs）的应用、强制风冷和水冷技术，以及如何在 PCB 板上优化散热布局，以保证器件的可靠运行。栅极驱动电路（Gate Driver Circuits）：阐述了驱动功率MOSFET和IGBT所需的精确信号和隔离，介绍了隔离栅极驱动器、电平转换器、死区时间控制等重要设计。瞬态抑制和保护（Transient Suppression and Protection）：讨论了过电压、过电流、短路等故障情况，介绍了瞬态电压抑制器（TVS）、续流二极管、保险丝、断路器等保护器件的选型与应用。电磁兼容性（EMC）设计：探讨了电力电子设备产生的电磁干扰（EMI）和对外界电磁场的敏感性，介绍了滤波、屏蔽、接地等 EMC 设计原则。集成电路和模块化（Integrated Circuits and Modularization）：介绍了功率集成电路（PIC）和功率模块（Power Modules）在提高功率密度、简化设计、增强可靠性方面的优势，以及它们在特定应用中的趋势。本书通过大量实际电路图例、性能曲线和应用案例，力求将理论知识与工程实践紧密结合。读者在阅读过程中，不仅能系统地掌握电力电子器件的工作原理和特性，更能学会如何在各种复杂的工业和消费电子产品设计中，灵活有效地应用这些知识，解决实际工程问题。