Power-switching Converters pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Neacsu, Dorin O.

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-5

价格:$ 203.34

装帧:HRD

isbn号码:9780824726256

丛书系列:

图书标签:

Power Electronics
DC-DC Converters
Switching Converters
Power Management
Control Systems
Circuit Design
Analog Circuits
Renewable Energy
Electric Vehicles
Embedded Systems

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具体描述

Power converters are at the heart of modern power electronics. From automotive power systems to propulsion for large ships, their use permeates through industrial, commercial, military, and aerospace applications of various scales. Having reached a point of saturation where we are unlikely to see many new and revolutionary technologies, industry now seeks to optimize and standardize the performance of these devices. "Power-Switching Converters: Medium and High Power" examines the characteristics and operating principles of these systems in terms of how to increase their efficiency and produce them at lower cost. This book begins with an introduction to the field, placing the technology in its business context to highlight the current trends and issues facing the modern power engineer. The remainder of the book provides a detailed examination of three-phase power switching converters, including the various problems and solutions involved in different applications. It discusses high-power semiconductor devices, pulse-width modulation (PWM) principles and algorithms for various implementations, closed-loop current control, component-minimized topologies, power grid interface, parallel and interleaved power converters, and practical aspects such as protection and thermal management. Filling the gap between textbooks and technical papers, his book offers practical solutions to current industrial demands with a focus on the particular business needs of performance quality and cost efficiency. It also serves as an excellent textbook for graduate study.

好的，以下是一本名为《Power-switching Converters》的图书的详细简介，内容侧重于电力电子领域相关主题，但不涉及具体介绍《Power-switching Converters》一书本身的内容。 --- 《现代电力电子系统设计与应用》图书简介本书旨在全面、深入地探讨现代电力电子技术在各个工业领域中的核心原理、关键技术和实际应用。随着全球对能源效率和可持续发展的日益关注，电力电子技术已成为连接电源与负载、实现电能高效转换与控制的基础支柱。本书从理论基础出发，逐步深入到高级设计方法和前沿技术，为工程师、研究人员和高级学生提供了一个系统性的学习和参考平台。第一部分：电力电子基础与器件本部分将系统回顾电力电子领域的基础知识，重点关注功率半导体器件的特性与选择。第1章：电力电子学概论本章首先概述了电力电子学的历史、发展趋势及其在现代工业中的重要地位，如可再生能源并网、电动汽车驱动、高效电机控制等。随后，详细阐述了电力系统中的能量转换过程，包括AC/DC、DC/DC、DC/AC和AC/AC转换的基本拓扑结构和工作原理。本章强调了功率质量、效率和可靠性作为电力电子系统设计三大核心要素的重要性。第2章：功率半导体器件本章深入探讨了构成现代电力电子变换器的关键有源器件。我们详细分析了二极管、晶闸管（SCR）、功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及快速恢复二极管（FRD）的结构、工作特性、优缺点和适用场景。特别地，本章会涉及器件的开关损耗、导通损耗以及热管理对器件寿命的影响。此外，新型宽禁带半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的特性及其在提高开关频率和效率方面的潜力也将被着重讨论。第3章：功率半导体器件的驱动与保护有效的器件驱动是确保功率变换器可靠运行的关键。本章详细介绍了驱动电路的设计原则，包括隔离、电平转换和死区时间控制。对于MOSFET和IGBT，栅极驱动的瞬态响应和饱和电流限制至关重要。同时，本章也探讨了过流、过压和过热保护机制的设计，这些保护策略必须快速、可靠地响应故障条件，以防止器件的永久性损坏。第二部分：基本功率转换拓扑与控制本部分聚焦于最常用的功率转换电路拓扑结构及其控制策略。第4章：交流到直流（AC/DC）转换器本章首先介绍了非隔离型和隔离型整流电路，包括半波、全波和桥式整流器。随后，重点分析了高功率因数整流器（PFC）的原理，如有源整流技术（Boost PFC, Buck-Boost PFC）的设计与实现。本章深入探讨了如何通过开关技术实现输入电流的塑形（Current Shaping），从而满足严格的电网谐波标准（如IEC 61000-3-2）。第5章：直流到直流（DC/DC）转换器本章涵盖了从低功率到高功率密度的DC/DC转换技术。首先介绍了非隔离型的Buck、Boost和Buck-Boost变换器，分析了其在不同输入输出电压比下的工作模式（CCM和DCM）。接着，详细讲解了隔离型变换器，如正激（Forward）、反激（Flyback）、半桥、全桥和LLC谐振变换器的结构、工作原理及变压器设计。尤其侧重于LLC谐振变换器在软开关技术（ZVS/ZCS）下的高效率应用。第6章：直流到交流（DC/AC）逆变器本章专注于DC/AC能量转换，这是实现可再生能源并网和电机驱动的核心环节。详细分析了单相和三相逆变器的拓扑结构，包括SPWM（正弦脉宽调制）和矢量控制（SVM）技术。本章重点讨论了如何通过先进的调制技术实现低谐波含量的输出电压波形，并探讨了在电网故障穿越（LVRT）和无功功率控制方面的应用。第7章：交流到交流（AC/AC）转换器本章讨论了AC/AC转换技术，主要集中于交流调压器和矩阵变换器。交流调压器用于对交流电压进行调幅或调相控制，广泛应用于照明和加热领域。矩阵变换器（Matrix Converter）因其直接转换能力和优异的功率因数，被认为是下一代AC/AC变换器的重要方向，本章将深入解析其拓扑结构和控制方法。第三部分：高级控制技术与系统集成本部分转向电力电子系统中的核心控制理论和系统集成挑战。第8章：开关模式电源的反馈控制稳定的输出电压和快速的动态响应是任何电源系统的基本要求。本章深入探讨了线性控制（如PID控制）和开关控制（如峰值电流模式控制、平均电流模式控制）在DC/DC和AC/DC变换器中的应用。详细分析了系统的建模方法，包括小信号模型建立和环路补偿器的设计，确保系统具有良好的稳定性和瞬态性能。第9章：磁性元件设计与优化磁性元件（变压器和电感器）是功率变换器中影响体积、重量和效率的关键部件。本章详细阐述了磁性元件的设计流程，包括磁芯材料的选择（铁氧体、坡莫合金、铁粉芯）、磁芯损耗计算和绕组设计。特别地，本章会介绍如何通过优化磁性元件设计来减轻高频开关带来的影响，实现更高的功率密度。第10章：热管理与可靠性分析功率变换器的工作温度直接决定了其可靠性和寿命。本章详细介绍了散热设计方法，包括自然冷却、强制风冷和热管技术。本章还将介绍如何利用有限元分析（FEA）工具进行热仿真，预测器件的最高结温。同时，可靠性工程方法，如MTBF（平均故障间隔时间）分析，将被引入，指导系统级耐久性评估。第11章：集成化与智能控制随着微处理器和DSP技术的发展，电力电子系统的控制正向数字化和智能化迈进。本章探讨了数字控制器的实现，包括采样、量化误差和ADC/DAC的选择。此外，模糊逻辑控制、自适应控制和基于模型的预测控制（MPC）等前沿技术，在应对非线性负载和复杂电网环境下的应用，也将被详尽阐述。结语本书的编写力求严谨性与实用性的结合，通过大量的工程案例和数值分析，帮助读者构建完整的电力电子系统设计思维链条，从而能够高效地设计、实现和优化下一代高效率、高可靠性的电力电子系统。