直流开关电源的软开关技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:阮新波 编

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2000-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787030077660

丛书系列:

图书标签:

• 电源
• 开关电源
• 软开关
• 电力电子
• DC-DC转换器
• 谐振变换
• 高效率
• 功率电子
• 电路设计
• 新能源
• 节能技术

《电力电子变换器关键技术解析》 简介 本书旨在深入剖析现代电力电子变换器设计与应用中的核心技术难题，为广大工程师、研究人员及相关领域学生提供一份详实的技术参考。我们聚焦于提升电力电子系统的效率、功率密度、可靠性以及电磁兼容性（EMC）等关键性能指标，并着重探讨一系列前沿且实用的技术解决方案。 第一部分：电力电子变换器理论基础与拓扑结构 本部分将首先回顾电力电子变换器的基本工作原理，包括能量存储元件（电感、电容）和功率开关器件（MOSFET、IGBT、SiC器件等）的特性与应用。我们将系统性地介绍各种经典和现代的DC-DC、DC-AC、AC-DC变换器拓扑，如Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC、Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge、Full-Bridge、Resonant Converters等。重点分析不同拓扑在不同应用场景下的优劣势，包括效率、功率密度、元件数量、EMI特性等方面。此外，还将探讨一些新兴的高性能拓扑结构，以及如何根据具体需求选择和优化拓扑。 第二部分：功率开关器件及其驱动技术 功率开关器件是电力电子变换器的“心脏”，其性能直接决定了整个系统的效率和功率密度。本部分将详细介绍各种主流功率半导体器件的物理特性、性能参数、损耗模型以及在实际应用中的选型要点。我们将深入探讨MOSFET、IGBT、以及代表未来的SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件的最新发展和应用趋势，分析它们在不同电压等级、电流等级和开关频率下的适用性。 同时，功率器件的驱动电路设计至关重要，直接影响开关损耗、EMI和器件的可靠性。我们将详细讲解栅极驱动电路的设计原则，包括驱动电流、驱动电压、驱动时序、共模抑制等关键要素。针对高频、高压、大电流应用，将深入分析隔离驱动、自举驱动等技术，并探讨如何有效抑制驱动回路产生的EMI。 第三部分：电磁设计与优化 电磁兼容性（EMC）是现代电子产品设计中不可忽视的环节，而电力电子变换器由于其高频开关特性，往往是EMI的主要来源。本部分将聚焦于电力电子变换器的电磁设计与优化。我们将深入讲解EMI的产生机理，包括传导发射和辐射发射。 详细阐述电感器和变压器的设计理论，包括磁芯材料的选择、绕组结构、漏感控制、集肤效应和邻近效应等。我们将介绍多种电感器和变压器的设计方法，并探讨如何通过优化设计来减小体积、提高效率并降低EMI。 同时，我们将详细分析PCB布局对EMI的影响，介绍降低EMI的PCB设计技巧，如接地策略、去耦滤波、屏蔽等。还将介绍滤波器设计方法，包括输入滤波器和输出滤波器的设计，以及如何根据规范要求进行滤波器设计和验证。 第四部分：热管理与散热设计 功率开关器件、电感器、变压器等元件在工作时会产生大量的热量，有效的热管理是保证电力电子系统稳定可靠运行的关键。本部分将深入探讨电力电子变换器的热管理与散热设计。 我们将分析主要发热元件的损耗模型，并计算其产生的热量。详细介绍各种散热技术，包括自然对流、强制风冷、液冷等。我们将讲解散热器的选型原则、热阻计算以及热量传递的物理原理。 针对高功率密度设计，我们将探讨集成散热设计、热界面材料（TIM）的应用以及热仿真分析方法。通过热仿真，可以提前预测系统的温度分布，优化散热设计，避免过热问题。 第五部分：控制策略与数字电源 先进的控制策略是实现高性能电力电子变换器的核心。本部分将深入探讨各种控制方法，包括模拟控制和数字控制。我们将详细讲解PID控制、电流模式控制、电压模式控制、滞环控制等经典控制策略。 随着数字技术的发展，数字电源已成为未来趋势。本部分将详细介绍数字电源的优势，如灵活性、可配置性、智能化等。我们将探讨基于微控制器（MCU）或DSP的数字电源控制实现，包括脉冲宽度调制（PWM）生成、ADC采样、反馈环路设计等。 还将介绍数字电源中常见的通信接口（如I2C、SPI、PMBus）及其应用，以及如何实现远程监控和诊断。探讨先进的数字控制算法，如模型预测控制（MPC）、自适应控制等在电力电子变换器中的应用。 第六部分：可靠性与寿命预测 电力电子系统的可靠性是其在实际应用中能否长期稳定运行的关键。本部分将系统性地探讨电力电子变换器的可靠性设计和寿命预测。 我们将分析影响可靠性的主要因素，包括元件寿命、环境因素（温度、湿度、振动）、工作应力（电压、电流、温度循环）等。详细介绍各种加速寿命试验方法，并探讨如何根据试验数据进行寿命预测。 我们将讲解提高系统可靠性的设计原则，如冗余设计、降额设计、以及在关键环节采用高可靠性元件。还将讨论故障模式与影响分析（FMEA）在提升系统可靠性中的应用。 第七部分：现代电力电子应用实例分析 本部分将结合实际应用，对几种具有代表性的电力电子变换器进行深入剖析。我们将选择诸如数据中心电源、电动汽车充电桩、可再生能源并网逆变器、LED照明驱动等典型应用场景，详细分析其设计需求、关键技术挑战以及所采用的解决方案。通过这些实例，读者可以更直观地理解前述理论知识在实际工程中的应用，并从中获得宝贵的实践经验。 本书力求理论与实践相结合，深入浅出，为读者提供一个全面、深入理解电力电子变换器关键技术的平台。

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这本书的装帧和设计实在是让人眼前一亮。封面选用的材质很有质感，摸上去有一种温润的触感，色彩搭配也相当讲究，深邃的蓝色调配上醒目的橙色标题，既专业又不失现代感。内页的纸张质量也无可挑剔，厚实挺括，印刷清晰锐利，即便是复杂的电路图和波形图，也能看得一清二楚，这对需要长时间阅读技术书籍的人来说，简直是福音。排版布局上，作者似乎花了不少心思，正文的行距和字间距都把握得恰到好处，阅读起来非常舒适，长时间盯着看也不会觉得眼睛酸涩。而且，书中的插图和图表制作得非常精美，不仅仅是简单的示意，很多地方都采用了三维渲染的效果，让抽象的电路原理变得直观易懂，这种对细节的打磨，体现了出版方对内容质量的尊重，也极大地提升了阅读体验。可以说，光是捧着这本书，就能感受到一股严谨而认真的学术气息。

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更值得一提的是，本书对前沿技术趋势的把握非常敏锐。在探讨现有主流技术的同时，它还花费了相当篇幅来展望未来可能的发展方向，并对一些新兴的研究热点进行了前瞻性的介绍和初步的探讨。这种视野开阔的布局，使得这本书的生命周期得以延长，它不仅仅是解决当前问题的工具，更像是为读者提供了一张通往未来技术的导航图。在这些章节中，作者表现出了极强的思辨能力，他对未来技术的预测并非空穴来风，而是基于对现有技术瓶颈的深刻理解，并辅以扎实的数理基础进行论证。这使得读者在学习基础知识的同时，也能保持对技术发展浪潮的敏感度，激发了进一步探索和创新的动力，让人读完之后，不仅获得了知识，更收获了一种面向未来的思维方式。

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这本书的语言风格简直是一股清流。它的学术严谨性是毋庸置疑的，专业术语的运用精准到位，绝无含糊不清之处。然而，作者在阐述复杂概念时，却展现出一种令人惊喜的清晰度和洞察力。他似乎拥有一种将“高深莫测”转化为“通俗易懂”的神奇魔力。不同于一些翻译过来的技术书籍那种生硬的句式，这里的文字读起来非常流畅、地道，充满了逻辑的韵律感。即便是涉及到复杂的数学推导，作者也总是能用精炼的文字解释其背后的物理意义，避免了单纯的符号堆砌。这种既有深度又极具可读性的写作风格，让阅读过程不再是一种负担，而更像是一次高质量的学术对话，让人忍不住一页接一页地读下去，试图捕捉作者思考问题的精妙之处。

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我对这本书的整体结构安排印象最为深刻。它不像很多技术手册那样堆砌公式和理论，而是采取了一种循序渐进、螺旋上升的叙事方式。开篇并没有直接切入深奥的理论，而是从基础的电源拓扑概念入手，为读者打下坚实的基础。随后，章节之间的逻辑过渡非常自然，仿佛是在引导读者进行一次有规划的学术漫步。作者巧妙地将理论推导和实际应用案例穿插进行，每当读者可能感到枯燥时，总能及时出现一个贴近工业现场的例子来加深理解。尤其欣赏它对不同技术路线的对比分析，那种中立而深入的剖析，让读者能够清晰地看到每种方案的优劣权衡，而非仅仅停留在对单一技术的推崇上。这种编排方式，极大地降低了技术学习的门槛，让初学者也能逐步建立起完整的知识体系框架。

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我必须赞扬这本书在案例分析环节所投入的精力。技术书籍如果缺乏实例支撑，理论终究是空中楼阁。而这本书在这方面做得极其出色，它收录的不仅是标准的教科书式案例，更有许多来自实际工程项目中的“疑难杂症”和优化思路。每个案例的剖析都非常细致入微，从故障现象描述、问题根源追溯，到解决方案的实施和最终效果验证，每一步都交代得清清楚楚。特别是对于那些常见的设计陷阱和调试技巧，作者毫不保留地分享了自己的经验，这对于在实际工作中会遇到各种突发状况的工程师来说，其价值是无法用金钱衡量的。这些鲜活的案例，极大地增强了理论知识的实用性和操作性，让人感觉不是在读一本高冷的理论书，而是在听一位经验丰富的前辈传授实战秘诀。

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