IGBT和IPM及其应用电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:周志敏

出品人:

页数:331

译者:

出版时间:2006-3

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787115143549

丛书系列:

图书标签:

• IGBT
• IPM
• 功率半导体
• 开关电源
• 电机驱动
• 逆变器
• 保护电路
• 应用电路
• 电力电子
• 电路设计

《电力电子器件的选型与优化设计》 本书是一本面向电力电子工程师、设计者以及相关领域研究人员的专业技术指南。旨在为读者提供一套系统、实用的电力电子器件选型与优化设计方法，涵盖从器件基础特性理解到实际应用电路的性能提升的全过程。 内容概述： 本书深入浅出地阐述了当前广泛应用于各种电力电子系统中的关键器件的选型原则、评估标准和优化策略。我们聚焦于器件在实际工作条件下的行为特性，以及如何通过合理的选型和电路设计来最大化系统的效率、可靠性和性能。 第一部分：电力电子器件基础回顾与选型考量 半导体材料与器件结构: 简要回顾不同半导体材料（如硅、碳化硅、氮化镓）的物理特性及其对器件性能的影响。介绍各类功率器件（二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等）的基本结构、工作原理和关键参数，重点分析其优缺点以及适用场景。 关键性能参数解读: 详细解析功率器件的额定电压、额定电流、导通电阻、开关损耗、热阻、雪崩能量等核心参数的意义。强调理解这些参数如何直接影响器件在实际应用中的可靠性和寿命。 选型流程与方法论: 建立一套系统性的器件选型流程。从系统需求分析入手，包括工作电压、电流、频率、环境温度、效率目标、成本预算等，逐步引导读者如何根据这些需求筛选出初步的候选器件。 第二部分：驱动电路设计与器件保护 功率器件的驱动机制: 深入探讨不同类型功率器件（如MOSFET、IGBT）的驱动要求。分析栅极驱动电路的设计原则，包括驱动电压、驱动电流、驱动信号的上升下降时间控制等。 驱动电路的典型拓扑与元件选择: 介绍常见的驱动电路拓扑（如隔离式驱动、非隔离式驱动）及其优缺点。指导读者如何根据器件特性和应用需求选择合适的驱动IC、耦合元件（如隔离变压器、光耦）以及滤波元件。 过电压、过电流保护策略: 详细阐述如何设计有效的保护电路来防止功率器件因过电压（如开关瞬态过电压、感性负载的关断尖峰）和过电流（如短路、过载）而损坏。介绍钳位电路、限流电路、过流检测与关断机制等。 热管理与散热设计: 强调热量对功率器件性能和寿命的决定性影响。讲解热阻的概念，介绍各种散热技术（如自然对流、强制风冷、液冷）的原理和应用。指导读者如何根据器件功耗和环境条件进行有效的散热器选型和设计。 第三部分：应用电路的优化与性能提升 开关电源（SMPS）中的器件应用: 针对常见的开关电源拓扑（如Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge等），分析不同功率器件（MOSFET、IGBT、SiC器件）在该拓扑中的选型考量和性能优化。探讨如何通过减小导通损耗和开关损耗来提高效率。 电机驱动电路的器件选择与优化: 深入分析在永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）等驱动应用中，功率器件（尤其关注IGBT和SiC MOSFET）的选型关键。讲解如何针对电机特性、驱动模式（如方波驱动、正弦波驱动）优化器件的开关频率、门极驱动参数，以实现平稳的电机运行和高效率。 逆变器与变流器设计中的挑战与对策: 探讨在光伏逆变器、风力发电机变流器、电动汽车充电桩等复杂应用中，功率器件面临的挑战。介绍如何通过合理的器件并联/串联、软开关技术（如ZVS、ZCS）以及先进的控制策略来提高器件的安全性和系统的整体性能。 器件寄生参数的影响与抑制: 分析功率器件内部寄生电感、寄生电容等对高频开关性能的影响。指导读者如何通过优化PCB布局、选择合适的封装以及添加外部元件来抑制这些寄生效应，减少开关损耗和电磁干扰（EMI）。 第四部分：新兴功率器件技术与未来趋势 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的潜力: 详细介绍SiC和GaN等宽禁带半导体器件相对于传统硅器件的优势，如更高的击穿电压、更低的导通电阻、更快的开关速度和更高的工作温度。 SiC和GaN器件的应用场景与选型差异: 探讨SiC和GaN器件在新能源汽车、数据中心电源、高频工业加热等领域的应用前景。分析在选型和设计时，与硅器件的差异化考量。 器件可靠性评估与失效分析: 讲解功率器件在实际工作中的可靠性影响因素，包括热应力、电应力、环境因素等。介绍常用的可靠性评估方法和失效分析技术，为读者提供器件长期稳定运行的保障。 本书特色： 理论与实践相结合: 强调理论知识的严谨性，同时注重实际工程应用中的问题导向。 案例分析丰富: 包含大量实际应用案例，通过具体电路分析，帮助读者加深对器件选型和优化设计的理解。 前沿技术展望: 关注行业最新发展动态，对新兴功率器件技术进行深入探讨。 实用工具指导: 提及常用的仿真软件和设计工具，辅助读者进行设计和验证。 本书旨在成为电力电子设计者手中不可或缺的工具书，助力其在复杂多变的电力电子应用中做出更明智、更优化的器件选型和电路设计决策，从而推动整个行业的技术进步。

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这本书的案例分析部分可以说是它的灵魂所在。它并没有停留在理论的空中楼阁，而是紧密结合工业实际，提供了多个不同功率等级和应用场景的完整设计案例。我注意到其中有一章专门讲解了高频开关电源的拓扑选择与控制策略，这部分内容在很多同类书籍中往往一带而过，但这本书却深入到了磁性元件设计和EMI/EMC的初步考量层面。作者在这些案例中反复强调了“安全裕度”和“热管理”这两个实践中的关键要素，这对于正在从事产品开发的人员来说，无疑是宝贵的“避坑指南”，能避免走很多弯路。

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从语言风格上看，这本书保持了一种严谨的学术态度，但又不失一种沉稳的亲切感。作者的行文如涓涓细流，娓娓道来，没有那种咄咄逼人的技术术语轰炸。在对一些敏感的参数选择进行探讨时，作者会引入一些历史性的选择背景，解释为什么今天的工程师更倾向于某种方案，而不是简单地给出“最优解”。这种对历史和背景的尊重，使得知识的传授更加立体和深刻，让人在学习技术的同时，也能理解技术演进的内在驱动力，提升了阅读的深度和趣味性。

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这本书的附录部分也做得相当出色，它收录了一些重要的行业标准摘要以及常用元器件的选型表格，这些资料在实际工作中查阅频率极高，能省去我们大量时间去翻阅厚厚的标准文件。更令人惊喜的是，作者在书的末尾还附带了一份在线资源链接列表，包括一些知名的仿真软件教程和最新的技术论坛入口。这表明作者的视野并不仅仅局限于纸面内容，而是致力于将读者接入到更广阔的、持续更新的技术交流生态中去，这种前瞻性的资源整合能力，极大地提升了这本书的实用价值和时效性。

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这本书的封面设计得相当大气，封面的主色调是深邃的蓝色，配以一些简洁的电路图线条，给人一种专业而严谨的感觉。刚拿到手的时候，我就被它厚重的质感吸引住了。迫不及待地翻开扉页，首先映入眼帘的是作者的学术背景介绍，寥寥数语却透露出深厚的功底。这本书的内容涵盖了电力电子领域的一些前沿技术，虽然书名本身就指向了特定的元器件，但从目录来看，作者显然是下了很大功夫去构建一个完整的知识体系。比如，它开篇对功率半导体器件的发展历程进行了梳理，从早期的晶闸管到现在的SiC和GaN器件，都有涉及，这对于初学者建立宏观视角非常有帮助。

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这本书的排版布局非常人性化，字体大小适中，段落之间的间距也把握得恰到好处，长时间阅读也不会让人感到眼睛疲劳。尤其值得称赞的是，书中大量的理论推导过程被清晰地分块展示，每一步的逻辑衔接都非常顺畅，即便是涉及复杂数学公式的部分，作者也尽量用通俗易懂的语言进行注解。我特别喜欢它在讲解基础概念时采用的“类比法”，比如用一个日常的机械系统来比喻开关损耗，一下子就让抽象的物理过程变得具体起来。这种教学上的匠心，让这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位资深工程师在手把手的传授经验。

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还行，科普性，有点久了

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