脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:阮新波

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:2013-1

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787030354952

丛书系列:

图书标签:

• PE
• 移相全桥
• 电力电子技术
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《现代电力电子技术与应用前沿》 内容提要 本书深入探讨了当代电力电子领域的核心理论、关键技术及其广泛应用，旨在为读者提供一个全面而深入的知识框架，涵盖从基础元件到复杂系统集成的前沿进展。全书共分十章，结构严谨，内容翔实，兼具理论深度与工程实用性。 第一章：电力电子技术发展脉络与系统构成 本章首先回顾了电力电子技术从早期晶闸管到现代功率半导体器件（如IGBT、SiC MOSFET）的发展历程，并系统阐述了现代电力电子变换器系统的基本拓扑结构、工作原理以及能量流动的控制机制。重点剖析了器件开关损耗与热管理在系统效率中的决定性作用，为后续章节中关于效率提升和拓扑选择的讨论奠定了基础。同时，本章也引入了面向高频化和小型化的设计理念。 第二章：新型功率半导体器件的特性与选型 电力电子系统的性能瓶颈往往受限于所采用的开关器件。本章详尽分析了主流宽禁带半导体（Wide Bandgap, WBG）材料，特别是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的物理特性、优越性以及在不同应用场景下的适用性。通过对比传统硅基器件，详细解析了SiC MOSFET和GaN HEMT在实现高耐压、低导通电阻和超快开关速度方面的技术优势，并探讨了寄生参数对器件实际工作特性的影响。此外，本章还涵盖了驱动电路的设计原则，强调了安全关断和快速响应的平衡点。 第三章：高频化磁性元件的设计与优化 磁性元件（电感器和变压器）是实现能量转换的关键环节，其体积和损耗直接制约了电力电子系统的功率密度。本章聚焦于高频操作下的磁性元件设计挑战。内容包括：铁氧体材料在高频下的磁芯损耗模型、涡流损耗分析、以及多层绕组结构中的集肤效应与邻近效应。设计部分详细介绍了Litz线的使用、夹心式结构的应用以及优化磁路气隙的策略，以期在保证磁通密度的同时，将高频损耗降至最低，实现元件的小型化与可靠性提升。 第四章：有源功率因数校正（APFC）技术 本章集中讨论了输入级电路的性能提升，特别是有源功率因数校正技术。详细阐述了升压型（Boost）、降压-升压型（Buck-Boost）以及SEPIC等主流APFC拓扑的数学建模与控制策略。重点分析了基于滞环控制和平均电流模式控制在实现单位功率因数和低谐波畸变方面的优劣。对于整流器电路中直流母线电压纹波的抑制，也提供了详尽的分析和滤波设计方法。 第五章：先进的开关电源拓扑结构 本章系统梳理了近年来涌现出的高效率、高功率密度开关电源拓扑。内容涵盖了：LLC谐振变换器在软开关应用中的工作区域分析、准谐振（QR）和多谐振（MR）拓扑的控制特性、以及隔离型DC/DC变换器中的正激、半桥和全桥结构在高频下的改进方案。对于每种拓扑，都进行了输入输出特性、元件应力分析及应用范围的详细论述。 第六章：电流和电压模式控制理论 有效的控制是电力电子变换器实现稳定运行的核心。本章深入讲解了PWM（脉冲宽度调制）和PFM（脉冲频率调制）的原理。在电流控制方面，详细分析了峰值电流控制、平均电流控制的稳定裕度和瞬态响应特性。在电压控制方面，重点介绍了利用双环路控制结构实现对输出电压的精确调节，并引入了基于状态空间模型的现代控制方法，如$mathcal{H}_infty$控制在应对外部扰动和参数不确定性时的应用。 第七章：电力电子系统的热管理与可靠性设计 功率器件的寿命和系统的长期可靠性与热设计息息相关。本章系统地介绍了热流路径分析，包括芯片到封装、封装到散热器、散热器到环境的整体热阻计算。内容涉及主动与被动散热技术，如热管、风扇阵列以及相变材料的应用。此外，本章还探讨了器件的寿命预测模型和应力筛选（Stress Screening）方法，以确保系统在严苛工况下的长期稳定运行。 第八章：电磁兼容性（EMC）与滤波器设计 随着开关频率的提高，电磁干扰（EMI）问题日益突出。本章从源头分析了高频开关操作产生的传导和辐射干扰。详细讲解了共模（CM）和差模（DM）噪声的产生机制。滤波器设计部分聚焦于输入/输出滤波器的元件选择（如共模扼流圈的饱和特性），以及屏蔽和接地技术的最佳实践，以满足日益严格的EMC标准要求。 第九章：面向电能质量的并网逆变器技术 本章转向逆变器技术，特别是与电网连接的应用，如光伏逆变器和储能系统。重点讨论了并网逆变器的并网控制、谐波抑制以及对电网故障穿越（Fault Ride Through, FRT）能力的要求。详细分析了先进的电流/电压解耦控制策略，以确保输出电流与电网电压的精确同相，最大化电能质量和系统稳定性。 第十章：面向电动汽车的电力电子系统 本章聚焦于电力电子技术在新能源汽车领域的关键应用。详细介绍了车载充电器（OBC）、DC/DC升压/降压变换器、以及驱动电机的逆变器设计挑战。讨论了高电压平台（如800V系统）对绝缘耐压和快速响应的需求，以及在有限空间内实现高功率密度和高可靠性的工程解决方案。 本书内容覆盖面广，理论讲解详实，注重工程实践中的关键技术难点与前沿解决方案，适合于电力电子工程专业的研究生、高级工程师及相关领域的技术人员参考使用。

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作为一个初入电力电子行业的新人，我对《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书抱有极大的好奇和期待。虽然我接触这个领域的时间不长，但已经了解到DC/DC全桥变换器在现代电子设备中扮演着举足轻重的角色，从服务器电源到电动汽车充电桩，几乎无处不在。而“软开关技术”这个词汇，更是让我对提高效率、减少损耗的奥秘充满了向往。我明白，传统的全桥变换器在开关切换时，由于器件内阻和寄生参数的存在，会产生剧烈的电压电流变化，这不仅导致了能量的浪费，还伴随着严重的电磁干扰。软开关技术的出现，就像是为这些“粗暴”的开关过程注入了“温柔”的力量，让切换过程变得更加平缓、高效。我非常希望这本书能够用通俗易懂的语言，为我解析软开关技术的核心思想，例如如何利用变压器的漏感、输出电容的充放电等寄生参数，在开关管导通或关断的瞬间实现零电压或零电流的条件，从而避免高压尖峰和电流冲击。我期待书中能够有详细的波形分析，通过图示清晰地展示软开关过程中的电压和电流变化，让我能够直观地理解其原理。同时，我也希望书中能够介绍不同的软开关实现拓扑，比如移相控制、变占空比控制等，并对比它们的优劣，帮助我选择适合不同应用场景的方案。在学习过程中，能够有一些基础的仿真模型和实验步骤，更是能帮助我巩固理论知识，培养实际动手能力，为我今后的学习和工作打下坚实的基础。

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我是一位在电力电子研发领域工作多年的工程师，尤其专注于高频开关电源的设计。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这个书名，精准地捕捉到了我目前的研究方向和技术需求。全桥变换器作为一种重要的DC/DC变换拓扑，在功率变换领域有着广泛的应用，尤其在高功率密度和高效率的要求下，其地位愈发重要。然而，传统的硬开关模式带来的开关损耗问题，在提高开关频率和功率密度时会变得更加严峻，对器件的可靠性和系统的EMI性能都构成了挑战。软开关技术，尤其是零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），是解决这一问题的核心手段。我非常期待这本书能够深入探讨实现ZVS和ZCS的各种技术途径，例如如何巧妙地利用变压器的漏感、开关管的输出电容以及辅助谐振电路来实现无损开关。我特别关注书中能否对不同的软开关控制策略进行详尽的分析，比如移相控制、PWM+PSM混合控制等，并详细介绍这些策略的实现原理、控制算法以及它们对变换器性能的影响。在实际工程设计中，参数的精确匹配和器件的合理选型至关重要，因此，我非常期望书中能够提供详细的参数设计指南、器件选型建议，并包含一些实用的设计案例，能够帮助我优化现有设计，提高产品的整体性能和竞争力。

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我是一位从事新能源领域电力电子设备研发多年的工程师，对《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书，我抱有非常高的期待。在新能源储能系统、电动汽车充电桩等关键领域，高效率、高功率密度的DC/DC变换器是核心部件。全桥变换器因其优越的性能，是实现大功率变换的常用拓扑。然而，随着功率等级的提升，传统硬开关方式带来的开关损耗和EMI问题愈发突出，严重制约了系统的整体效率和可靠性。软开关技术，尤其是零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），正是解决这些问题的关键。我特别关注书中能否深入探讨实现ZVS和ZCS的各种触发机制和控制策略。例如，如何通过优化变压器漏感、开关管输出电容以及外部的无源或有源元件，精确地在开关管导通前或关断后实现零电压或零电流的导通条件。我对书中可能涉及到的各种软开关控制方法，如移相控制、变占空比控制、频率调制控制等，以及它们在全桥变换器中的具体应用非常感兴趣。此外，我也希望书中能详细分析软开关技术对变换器稳态性能、动态响应以及 EMI 特性带来的影响。在实际工程应用中，参数设计和器件选型至关重要，因此，我非常期待书中能提供详实的参数设计指南、元器件选择建议，以及一些典型的软开关全桥变换器的设计案例，包含详细的电路图、关键波形仿真和实际测试数据。这些将对我优化现有产品设计、开发新一代高效能电力电子变换器至关重要。

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作为一个在电源管理领域拥有多年经验的硬件工程师，我一直对如何进一步提升DC/DC变换器的效率和性能感到着迷。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这个书名，精准地击中了我的技术痛点和兴趣点。全桥变换器作为一种高效且灵活的拓扑结构，在各种电源应用中都扮演着核心角色。然而，在追求更高功率密度和效率的过程中，开关损耗和EMI问题成为了不可回避的挑战。软开关技术，特别是零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），被认为是解决这些问题的关键。我非常期待这本书能够深入解析各种软开关模式的工作原理，特别是如何在全桥变换器的开关周期中，通过巧妙的电路设计和控制策略，实现开关管的零电压或零电流导通。我希望书中能够详细阐述移相控制、相移全桥、以及其他先进的软开关控制技术，并对其优缺点进行全面的比较和分析。对于一个实践者来说，理论知识需要与实际工程经验相结合，因此，我特别关注书中是否提供了详实的参数设计指导、器件选型原则，以及针对不同应用场景的优化设计方法。如果书中能包含一些具体的工程案例，例如如何在服务器电源、通信电源或者新能源逆变器中成功应用软开关全桥变换器，并附带关键波形分析和效率测试数据，那将是非常有价值的。

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我是一名在电力电子领域进行理论研究的学者，对《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书，我抱有极大的学术兴趣。全桥变换器作为一种基础且重要的功率变换拓扑，其在提高效率和降低损耗方面的研究一直是电力电子领域的热点。《软开关技术》更是提升全桥变换器性能的关键所在。我非常期待这本书能够从理论层面，为我们提供关于各种软开关模式（如ZVS、ZCS）的深入分析。我希望书中能够包含严谨的数学推导，对软开关的实现机理进行细致的剖析，例如对谐振过程、寄生参数影响的量化分析。同时，我也关注书中是否能够对不同的软开关控制策略进行分类和比较，包括其控制的复杂性、对元件参数的敏感性以及在不同应用场景下的优劣。从学术研究的角度，我希望书中能够提供一些创新的软开关实现方法或控制算法，并对其理论性能进行评估。此外，如果书中能够提供一些前沿的研究方向或尚未解决的技术难题，那将更有助于激发新的研究思路。对于教学和科研而言，一本能够提供扎实理论基础、深入原理分析和潜在研究方向的书籍，是极其宝贵的资源。

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作为一名大学教授，我致力于电力电子技术的教学与科研工作。当我得知有《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书的出版，我感到非常欣喜，并对这本书寄予了厚望。全桥变换器是电力电子领域中最经典的拓扑之一，其在各种电源系统中都有着广泛的应用。而“软开关技术”更是提升全桥变换器性能、降低损耗、减小EMI的关键所在。我一直致力于将最新的、最前沿的理论知识传授给我的学生，并引导他们进行相关的科研探索。因此，一本系统深入地阐述软桥开关技术在全桥变换器中的应用的书籍，对我来说具有极高的价值。我非常期待这本书能够深入剖析各种软开关模式的原理，例如如何利用寄生参数或附加电路实现零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）。我希望书中能够提供严谨的数学推导和详实的理论分析，揭示软开关技术背后的物理机制。同时，我也关注书中是否能够涵盖不同软开关控制策略的比较，比如移相控制、变占空比控制、以及混合控制等，并分析它们各自的优缺点和适用范围。对于教学而言，书中提供的清晰的原理图、关键波形图以及定量的性能分析是必不可少的。我希望这本书能够成为我课堂上的重要参考资料，帮助我的学生们建立起对软开关全桥变换器深刻而全面的理解，激发他们对该领域进一步研究的兴趣。

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我是一名在新能源汽车电子领域工作的工程师，主要负责车载电源系统的研发。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书，对我的工作具有极高的参考价值。在电动汽车中，高效、紧凑的DC/DC变换器是实现电池能量管理和驱动系统供电的关键。全桥变换器因其优异的性能，被广泛应用于车载充电机和DC/DC升压/降压模块中。然而，为了满足小型化、高效率的要求，我们必须克服传统硬开关带来的损耗和EMI问题。软开关技术，特别是零电压开关（ZVS），是我们一直在努力实现的目标，因为它能够显著降低开关损耗，从而提高整车的能源效率。我非常希望这本书能够深入阐述各种软开关实现技术在全桥变换器中的应用，例如如何利用寄生参数或者附加谐振电路来获得ZVS条件，以及相应的控制方法。我特别关注书中是否能提供详细的参数设计流程，以确保在各种工况下（包括不同的温度、电压和负载）都能实现稳定的软开关。此外，我也期待书中能分享一些实际应用案例，尤其是在车载电源领域，例如在车载充电机或DC-DC升压模块中如何成功应用软开关技术，并提供相关的性能测试数据和EMI分析。

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作为一名热爱钻研的电子爱好者，对《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这本书，我充满了好奇和学习的冲动。虽然我并非专业的工程师，但一直对电子电力技术怀有浓厚的兴趣，尤其是在电源效率和低功耗方面。我了解到，DC/DC变换器在现代电子产品中扮演着至关重要的角色，而全桥变换器因其能够提供更高的功率输出和更灵活的控制而备受青睐。但同时，我也听说传统的硬开关方式会产生较高的能量损耗和电磁干扰，这在很多精密的电子设备中是需要避免的。因此，“软开关技术”这个概念对我来说，如同打开了一扇通往更高效、更清洁能源转换世界的大门。我非常希望这本书能够用一种循序渐进的方式，让我理解软开关的核心原理，比如如何利用电路中的某些“小技巧”，让开关管在转换状态时更加“温柔”，从而减少能量的“浪费”。我期待书中能够有清晰的图示，展示软开关过程中的电压和电流变化，让我这个非专业人士也能看得明白。同时，我也希望能了解一些常见的软开关实现方式，即使只是概念性的介绍，也能让我对这个技术有一个初步的认识。我相信，通过阅读这本书，我能够更深入地理解电力电子技术的神奇之处。

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我是一名在工业电源领域工作的工程师，负责设计和优化用于各种工业设备的电源系统。《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》这个书名，立刻引起了我的注意，因为我们一直在寻求提升电源效率和可靠性的方法。在很多大功率工业应用中，全桥变换器是首选的拓扑结构，但传统硬开关方式带来的高开关损耗，不仅降低了整体效率，还导致了散热困难和EMI问题，这在对稳定性和可靠性要求极高的工业环境中是不可接受的。软开关技术，特别是零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），是我们一直在积极探索的方向。我非常希望这本书能够提供详尽的软开关实现方法，不仅仅是理论概念，更重要的是如何将这些概念转化为实际可行的电路设计。我期待书中能详细介绍各种软开关触发条件和控制方法，例如如何利用变压器漏感和开关管输出电容实现ZVS，或者如何通过辅助电路实现ZCS。我特别想了解在实际工程中，如何进行精确的参数设计，以确保在宽范围的负载和输入电压下都能实现可靠的软开关。此外，我也非常关注书中是否能提供一些实际的应用案例，包括具体的电路图、元件选择以及实际的测试数据，这将极大地帮助我将这些先进技术应用到我的产品设计中，从而提高我们产品的竞争力。

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这本《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》的名字着实吸引了我，我是一名在电力电子领域摸爬滚打多年的工程师，对各种DC/DC变换器，尤其是全桥变换器的研究一直有着浓厚的兴趣。全桥变换器以其高效率、高功率密度和灵活的拓扑结构，在电源设计领域占据着重要的地位。然而，传统硬开关全桥变换器在工作时产生的电磁干扰（EMI）和开关损耗始终是制约其性能提升的两大瓶颈。因此，软开关技术，特别是零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的应用，成为提高全桥变换器效率和降低EMI的有效手段。我一直希望能够深入了解各种软开关策略在全桥变换器中的具体实现原理、优缺点以及在实际应用中的工程化挑战。这本书的标题直接点出了我对技术细节的渴求，从名字本身我就能预感到它将深入探讨如何通过巧妙的控制策略和电路设计，使得全桥变换器在开关瞬间实现电压或电流的零交叉，从而大幅降低开关损耗和EMI。我特别期待书中能够详细阐述不同软开关模式（如ZVS-ZVS, ZVS-ON, ZVS-OFF等）的触发条件、实现方式以及对变换器整体性能的影响。同时，一个优秀的工程师不仅要理解理论，更要关注实际应用。所以，我也非常希望书中能够提供一些实际的设计案例、电路图以及相关的实验数据，让我能够将理论知识与实践经验相结合，更好地指导我未来的工作。在当前对能源效率和环保要求日益提高的背景下，软开关技术对于DC/DC变换器的发展至关重要，这本书的出现无疑为我提供了一个绝佳的学习和提升的机会。

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阮大师心血，希望下版能加入移相全桥建模。

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