双向直流变换器

双向直流变换器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:江苏科学技术出版社
作者:严仰光
出品人:
页数:178
译者:
出版时间:2004-11
价格:18.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787534543920
丛书系列:
图书标签:
  • 电力电子
  • DC-DC变换器
  • 双向变换器
  • 能量转换
  • 电路设计
  • 控制策略
  • 新能源
  • 电力系统
  • 优化设计
  • 高效率
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具体描述

《双向直流变换器(绿色能源技术)》从单向直流变换器出发,分析了双向直流变换器的类型、构成、工作原理和特性。

稳健电能转换:高可靠性电力电子系统的设计与应用 书籍信息: 书名: 稳健电能转换:高可靠性电力电子系统的设计与应用 作者: [此处可填写真实作者姓名或团队] 出版社: [此处可填写真实出版社名称] 出版日期: [此处可填写真实出版日期] --- 图书简介: 在现代工业、新能源集成以及高端电气驱动领域,电力电子系统正以前所未有的速度和广度渗透,成为连接能源生产、传输与负载消费的核心枢纽。然而,系统的可靠性、效率以及在复杂电磁环境下的长期稳定性,是制约其进一步发展的关键瓶颈。本书《稳健电能转换:高可靠性电力电子系统的设计与应用》,正是聚焦于如何构建出能够在极端工况下依然保持稳定、高效和长寿命的电力电子装置,为工程实践提供一套系统、深入且可操作的设计方法论。 本书的撰写,立足于“工程的本质是应对不确定性”这一核心思想。我们摒弃了仅停留在理想化模型和特定拓扑结构分析的层面,转而深入探讨系统级可靠性保障、先进热管理、电磁兼容性(EMC)的内在机理,以及面向全生命周期的故障诊断与预测策略。 第一部分:高可靠性设计的系统论基础 本部分首先为读者构建起现代电力电子系统可靠性设计的理论框架。我们认识到,可靠性并非简单的元器件选型堆砌,而是贯穿于概念设计、详细设计、制造与运维全过程的系统工程。 1. 严苛环境下的建模与仿真: 传统的瞬态分析不足以揭示长期可靠性问题。本章详细介绍了如何将多物理场耦合(热-机-电-磁)纳入到拓扑级和系统级的仿真模型中。特别关注了开关器件在非线性瞬态应力下的寿命预测模型(如 $dv/dt$ 冲击、电流过冲下的雪崩效应累积)。此外,针对电网侧的暂态过电压和孤岛效应,提供了基于先进控制策略的鲁棒性验证流程。 2. 元器件的极限应力管理: 半导体器件,尤其是宽禁带(WBG)器件如SiC MOSFET和GaN HEMT,是现代高效变换器的核心,但其对热和电压的敏感性极高。本书深入分析了这些器件在不同封装形式下的热阻、结温漂移特性,并提出了基于“平均工作温度”而非“峰值温度”的寿命评估体系。对于关键无源元件(如DC Link电容、变压器绕组),详细阐述了纹波电流对介电材料老化的影响机理,并推荐了在高频、高纹波电流下的容性元件选型标准。 3. 隔离与绝缘设计的精细化: 绝缘击穿是中高压电力电子系统失效的首要原因之一。本章超越了基本的介电强度计算,探讨了电晕放电的起始电压、局部放电(PD)的监测技术,以及在变压器和母线设计中,如何通过优化几何结构(如引入屏蔽环、优化绝缘距离)来均匀化电场分布,从而实现绝缘寿命的最大化。 第二部分:面向全工况的电磁与热管理 可靠性与效率是相互制约的,优化一个方面往往需要对另一个方面做出精细的权衡。本部分专注于解决电力电子系统中无所不在的电磁干扰(EMI)和热点问题。 4. 辐射与传导 EMI 的源头抑制: 本章将EMI问题视为一个系统级的耦合问题,而非仅仅是滤波器的应用。通过分析高频开关产生的 $di/dt$ 和 $dv/dt$ 如何耦合到寄生参数网络中,明确了布局设计(Layout)在抑制源端噪声中的决定性作用。详细介绍了磁性元件的屏蔽技术、直流母线下的低阻抗路径设计,以及如何根据IEC/CISPR标准,在设计初期即完成传导发射(CE)和辐射发射(RE)的预评估。 5. 先进热界面材料与动态热管理: 传统的导热垫片已难以满足高功率密度模块的需求。本节详述了不同类型热界面材料(TIMs)的长期性能衰减特性,特别是针对界面接触压力和热循环的稳定性。此外,本书引入了“动态热管理”的概念,探讨了基于温度反馈的闭环冷却系统(如微通道液冷系统)的控制策略,旨在将开关器件的温度波动控制在最小范围内,从而极大延长其使用寿命。 第三部分:智能诊断与预测性维护 现代电力电子系统已不再是“一次性安装”的设备,它们需要具备自我感知和预测未来健康状态的能力。 6. 基于电流波形的内建故障诊断(BFD): 传统的电流采样和电压过零检测在快速、非侵入式诊断方面存在局限性。本章提出了一系列基于先进数字信号处理(DSP)和特征提取的BFD算法。例如,通过分析逆变器输出电流谐波频谱中的特定“指纹”信号,可以提前诊断出驱动电路的死区时间失配、PWM调制器故障,甚至早期电容失效引起的阻尼变化。 7. 健康状态(SoH)的量化与寿命预测: 读者将学习如何将在线监测数据(如温漂、开关损耗波动、绝缘阻抗变化)转化为可量化的健康状态指标(SoH)。我们详细介绍了基于卡尔曼滤波(Kalman Filtering)和隐马尔可夫模型(HMM)的寿命预测框架,使得运维人员能够从被动维修转向主动的、基于风险评估的预测性维护,从而显著降低非计划停机时间。 结语 《稳健电能转换:高可靠性电力电子系统的设计与应用》旨在为电力电子工程师、系统集成商以及从事高可靠性设备研发的研究人员,提供一本兼具理论深度和工程实用性的参考书。通过对系统多物理场耦合、极限应力管理、电磁兼容性以及智能健康监测的全面覆盖,本书致力于指导读者跨越从“能工作”到“可靠工作、长期稳定工作”的工程鸿沟,确保关键电力电子设备在未来能源结构中的稳定运行。本书内容侧重于提升系统的内在鲁棒性,而非依赖于特定应用场景下的简单参数调整。

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读后感

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用户评价

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自从我开始接触《双向直流变换器》这本书,我就感觉我的技术视野被极大地拓宽了。这本书的作者显然对这个领域有着极其深刻的理解,他能够将复杂的理论以非常清晰、易于理解的方式呈现出来。我尤其关注的是书中关于能量存储和功率流控制的章节,这对于理解双向变换器的核心功能至关重要。作者详细阐述了在不同工况下,能量如何在源端和负载端之间进行双向流动,以及如何通过控制策略实现精确的功率调节。书中关于电感和电容参数选择的详细指导,以及如何根据系统需求进行优化,都给了我很大的启发。我曾经在设计一个储能系统时,因为电感参数选择不当,导致了系统的动态响应迟缓,这本书的这部分内容恰好解答了我当时的困惑。此外,书中还对各种保护机制进行了深入的探讨,例如过流保护、过压保护、欠压保护以及短路保护等,这对于确保系统的稳定性和安全性至关重要。我尤其欣赏书中关于故障诊断和容错控制策略的讨论,这对于提高系统的鲁棒性有着重要的意义。这本书不仅是一本技术手册,更是一本能够激发我创新思维的宝库。

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这本书,没错,就是《双向直流变换器》,它给我带来的震撼是多方面的。作为一名在新能源领域工作的技术人员,我深知双向直流变换器在其中扮演着举足轻重的角色,但以往我接触到的资料,要么过于理论化,要么过于碎片化,很难形成系统性的认知。这本书的出现,恰好解决了这一痛点。作者在对不同控制模式的分析上,特别是关于基于电网电压定向的控制策略和基于DC母线电压定向的控制策略,都进行了细致的比较和讲解,这对于我们在实际项目中选择最合适的控制方案至关重要。我特别喜欢其中关于功率变换器状态空间平均模型及其在控制设计中的应用的部分,这为理解变换器的动态特性提供了坚实的理论基础。书中还详细介绍了各种软开关技术,如ZVS和ZCS,以及它们在实际应用中的优势和挑战,这对于降低变换器的损耗、提高效率和可靠性有着不可估量的价值。我曾经在尝试实现ZVS控制时遇到很多问题,书中提供的详细推导过程和设计指南,让我茅塞顿开。此外,书中还涉及了一些先进的通信和监测技术,这对于构建智能化、网络化的电力电子系统非常有启发。我尤其关注了书中关于故障诊断和保护策略的部分,这对于确保系统的安全稳定运行至关重要。这本书的内容广度和深度都达到了一个令人惊叹的高度,绝对是我近几年来阅读过的最令人印象深刻的技术书籍之一。

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读完《双向直流变换器》,我的脑袋里仿佛被点亮了一片新大陆。之前我对双向直流变换器的理解还停留在比较基础的层面,很多概念模糊不清,尤其是在理解其动态响应和控制策略时,常常感到力不从心。这本书的章节,特别是关于全桥、多电平以及级联H桥等拓扑结构的分析,简直是为我量身定做的。作者没有仅仅停留在公式推导,而是通过大量的波形图和仿真结果,生动地展示了不同拓扑在不同工况下的工作状态,这对于理解其优劣势和适用范围至关重要。我尤其欣赏其中对电流环和电压环控制的详细阐述,从PID控制到更先进的预测控制,都进行了深入浅出的讲解。书中关于死区时间补偿和PWM生成算法的优化部分,对于提高变换器的效率和降低谐波非常有价值,我曾经在调试一个项目时,因为死区时间设置不当,导致了器件的过早损坏,这本书的这部分内容简直是雪中送炭。另外,作者还非常贴心地讨论了EMI/EMC的设计考量,这对于我们在产品设计中满足电磁兼容性要求至关重要。书中关于滤波器的设计和布局原则,以及接地和屏蔽技术的讲解,都非常实用。我甚至在书中找到了一些关于新型磁性元件的设计方法,这对我后续的研究有很大的帮助。可以说,这本书填补了我知识体系中的不少空白,让我对双向直流变换器有了更全面、更深入的认识。

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终于等到这本《双向直流变换器》出版了,作为一名在这个领域摸爬滚打多年的工程师,我怀揣着满满的期待翻开了它。刚拿到手,就被它厚实的篇幅和严谨的排版所吸引,这绝对是一本“干货”满满的书。我尤其关注的是其中关于功率器件选择与驱动技术的部分,这可以说是整个变换器设计的核心难点之一。作者在这部分花了大量的笔墨,不仅深入浅出地解析了MOSFET、IGBT等不同器件的特性,还详细阐述了它们在不同工作模式下的损耗机理和散热设计考量。我特别喜欢其中关于SiC和GaN等第三代半导体材料在双向直流变换器中应用的章节,这部分内容的时效性很强,为我们解决实际工程中遇到的高温、高频等难题提供了宝贵的思路。书中还列举了大量的实际案例,例如电动汽车充电桩、储能系统中的应用,这些案例的分析详实,从理论推导到电路实现,再到实际测试数据,都给了我极大的启发。尤其是在多相并联等复杂拓扑结构的设计方面,作者给出了非常系统化的方法论,这对于我正在负责的一个大功率储能项目有着至关重要的指导意义。我曾遇到过由于并联不均导致电流分布不均的问题,这本书的章节恰好深入探讨了这一挑战,并提供了多种解决方案,比如基于通信的均流控制策略以及无传感器均流方法,这让我对如何优化系统效率和可靠性有了更深层次的理解。总而言之,这是一本集理论深度、工程实践和前沿技术于一体的优秀著作,它不仅仅是一本教材,更是一本值得反复研读的工具书。

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读完《双向直流变换器》,我深刻体会到了作者在知识体系构建上的匠心独运。这本书的章节安排逻辑清晰,从最基础的原理讲解,到复杂的系统集成,都做到了循序渐进,让读者能够逐步掌握核心技术。我特别喜欢书中关于不同拓扑结构的并联和串联应用分析,这对于构建更高功率的变换器系统非常关键。作者详细阐述了并联和串联时需要考虑的均流问题、电压平衡问题以及系统稳定性问题,并提供了一系列解决方案。我曾经在尝试设计一个高功率的电动汽车充电器时,遇到了并联模块之间电流不均的问题,这本书的分析让我找到了解决问题的关键。书中还对各种通信接口和数据采集技术进行了详细的介绍,这对于实现变换器的远程监控和智能化管理非常有帮助。我尤其关注了书中关于CAN总线和Ethernet在电力电子系统中的应用,这为我今后的项目设计提供了新的思路。这本书的内容严谨而充实,充满了作者的真知灼见,绝对是电力电子领域研究者和工程师的必备读物。

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《双向直流变换器》这本书,就像一位经验丰富的老者,循循善诱地将他毕生的智慧倾注其中。我作为一个初学者,对这个领域一直充满了好奇,但又常常被各种复杂的概念和术语所困扰。这本书的出现,极大地缓解了我的困惑。作者在讲解基本原理时,总是从最基础的DC-DC变换器讲起,逐步深入到 Buckley-Boost、SEPIC 等拓扑结构,然后再引出双向变换器的概念,这种由浅入深的学习路径,非常适合我这样的新手。我特别喜欢其中关于变换器效率分析的章节,不仅讲解了理想情况下的效率,还详细分析了实际系统中存在的各种损耗,并给出了提高效率的具体方法,例如优化磁性元件设计、选用低损耗的功率器件等。书中还对不同开关频率下的效率变化进行了讨论,这对于在成本和效率之间进行权衡非常有指导意义。我曾经在设计一个低功率的双向DC-DC转换器时,纠结于开关频率的选择,这本书的分析让我找到了最合适的方案。此外,书中关于散热设计和热管理的详细讲解,也为我今后在实际产品设计中避免过热问题提供了宝贵的经验。这本书不仅仅停留在理论层面,更重要的是它提供了大量的工程实践经验,让我能够将学到的知识有效地应用于实际工作中。

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《双向直流变换器》这本书,给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一种对电力电子技术深刻的理解。作者以其深厚的理论功底和丰富的实践经验,为我们构建了一个全面而系统的双向直流变换器知识体系。我尤其喜欢书中关于动态性能分析和瞬态响应优化的章节,这对于理解变换器在不同负载和输入电压变化下的行为至关重要。作者详细阐述了如何通过调整控制参数、优化环路设计以及采用补偿技术来改善变换器的动态性能,例如减小超调量、提高恢复速度等。我曾经在设计一个要求快速动态响应的电源时,遇到了很多挑战,这本书的分析让我找到了解决问题的关键,并通过优化控制策略,成功地满足了性能要求。书中还对各种抗干扰技术进行了详细的介绍,例如采用差分信号传输、优化接地设计以及合理布局元器件等,这对于提高变换器的抗干扰能力非常有帮助。此外,书中还涉及了一些关于系统级仿真和验证方法的讨论,这为我们在实际项目设计中进行可靠性评估提供了宝贵的经验。

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《双向直流变换器》这本书,就像一场思想的盛宴,让我受益匪浅。作者在讲解复杂概念时,总是能够运用恰当的比喻和生动的例子,让原本枯燥的理论变得生动有趣。我尤其喜欢书中关于增量导通角控制和瞬时功率控制的章节,这两种控制方法在提高变换器的动态响应速度和降低稳态误差方面有着显著的优势。书中还对如何根据实际应用场景选择合适的控制策略进行了详细的分析和比较,这对于我们在工程实践中做出明智的决策非常有帮助。我曾经在设计一个光伏逆变器时,纠结于选择哪种控制策略,这本书的分析让我清晰地认识到了不同策略的优劣,并最终选择了最适合我需求的方案。此外,书中还对各种开关器件的损耗模型和优化设计进行了深入的探讨,这对于提高变换器的效率和可靠性有着至关重要的意义。我甚至在书中找到了一些关于新型栅极驱动电路的设计方法,这对我今后的工作有很大的帮助。这本书的内容具有很高的实用性和指导性,让我能够将学到的知识转化为实际的生产力。

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可以说,《双向直流变换器》这本书,为我开启了一个全新的技术视角。作者在讲解双向直流变换器的功率流控制和能量管理时,展现出了极高的洞察力。他不仅深入分析了在不同应用场景下,功率流动的方向和大小是如何变化的,还详细介绍了如何通过精确的控制策略来实现对能量流动的有效管理。我尤其欣赏书中关于最大功率点跟踪(MPPT)算法在光伏系统中的应用,以及如何结合双向变换器实现能量的优化调度。书中还对各种储能管理策略进行了详细的阐述,例如基于电池状态的能量管理、基于电网需求的能量调度以及基于预测控制的能量优化等。我曾经在设计一个智能微电网系统时,因为能量管理策略不当,导致了系统的效率低下,这本书的这部分内容恰好解答了我当时的困惑,并为我提供了多种优化的方案。此外,书中还涉及了一些关于经济性评估和生命周期成本分析的讨论,这对于我们在实际项目设计中进行技术和经济的双重考量非常有帮助。这本书的内容之全面,分析之深入,让我对双向直流变换器在现代能源系统中的应用有了更深刻的认识。

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当我翻开《双向直流变换器》这本书时,我感到一种前所未有的严谨和专业。作者在每一个细节的处理上都力求完美,无论是公式的推导、电路的分析,还是实验数据的呈现,都显得十分严谨细致。我尤其关注的是书中关于电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)设计的章节,这部分内容对于确保电力电子产品的市场准入和稳定运行至关重要。作者详细分析了EMI的产生机理,并提出了多种有效的抑制和滤波方法,例如差模干扰抑制、共模干扰抑制以及屏蔽技术等。我曾经在设计一个电源模块时,因为EMI问题多次返工,这本书的这部分内容简直是为我量身定做的,它让我找到了问题的根源并提供了行之有效的解决方案。书中还对各种滤波器的设计和选型进行了详细的指导,包括LC滤波器、π型滤波器以及EMI抑制器件的选配等。此外,书中还涉及了一些关于PCB布局和布线原则的讲解,这对于减少寄生参数和提高EMC性能也非常关键。这本书的内容之详实,分析之深入,让我叹为观止。

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