具体描述
本书基于电磁理论基础，简明扼要地讲述了电力电子应用领域变压器和电感器的设计原理，从理论与实践角度对应用于电流滤波、电磁能量存储、电路隔离、直流和交流升降压变换中的变压器与电感作了细致分析。书中介绍了各种现代功率变换系统的应用，基于鲁棒设计方法提出了变压器和电感的严谨设计指导，并给出了实际应用中成功的经典案例作为设计实例。本书涵盖电力电子变换中磁性元件的基础知识，为电力电子领域的技术和研发人员以及高等院校有关专业学生进行特定变压器电感的设计提供了全面参考。对于电气工程和电气能源系统专业的高年级本科生和研究生，以及电源和电能变换系统的工程师而言，如果想要进一步提升自己在该领域的最新知识，那么这本书无疑是最佳选择。
作者简介
目录信息
原书序
原书致谢
原书前言
本书符号释义
第1章绪论1
1.1历史背景1
1.2电磁学中的各种定律3
1.2.1安培磁场环路定则3
1.2.2法拉第电磁感应定律4
1.3铁磁体磁性材料6
1.4磁元件的损耗9
1.4.1铜损9
1.4.2磁滞损耗9
1.4.3涡流损耗11
1.4.4斯坦梅茨公式12
1.5磁导率12
1.6电力电子学应用中的磁性材料13
1.6.1软磁材料14
1.6.2一些磁性材料的性质16
1.7习题17
参考文献17
扩展阅读17
第1篇电感器
第2章电感18
2.1磁路18
2.2自感和互感21
2.3电感器在磁场中的储能24
2.3.1为什么需要磁心25
2.3.2分布式气隙27
2.4圆形线圈自感和互感28
2.4.1圆形导线28
2.4.2圆形线圈29
2.5气隙的边缘效应35
2.6习题37
参考文献39
扩展阅读40
第3章电感器设计41
3.1相关的公式41
3.1.1电感41
3.1.2最大磁感应强度41
3.1.3绕组损耗42
3.1.4有效磁导率的最优化42
3.1.5磁心损耗43
3.1.6热方程44
3.1.7线圈中的电流密度44
3.1.8量纲分析45
3.2设计流程46
3.3设计范例48
3.4多个线圈的情况55
3.5习题63
参考文献68
扩展阅读68
第2篇变压器
第4章变压器简介71
4.1理想变压器72
4.1.1无负载情况72
4.1.2有负载情况73
4.1.3同名端法则74
4.1.4反映阻抗75
4.1.5小结76
4.2实际变压器76
4.2.1磁化电流和磁损76
4.2.2绕组阻抗78
4.2.3漏磁78
4.2.4等效电路80
4.3一般变压器方程81
4.3.1电压方程82
4.3.2功率方程84
4.3.3绕组损耗（铜损）85
4.3.4磁心损耗85
4.3.5变压器的优化86
4.4功率因数87
4.5习题92
参考文献93
扩展阅读93
第5章变压器设计94
5.1设计方程95
5.1.1绕组电流密度计算95
5.1.2不受磁饱和限制的最佳磁感应强度计算96
5.1.3受磁饱和限制的最佳磁感应强度计算97
5.2设计方法98
5.3设计实例99
5.4变压器隔离113
5.4.1绝缘规则114
5.4.2实际绝缘方法115
5.5习题115
扩展阅读122
第6章绕组的高频效应124
6.1集肤效应系数124
6.2邻近效应系数127
6.2.1空心圆柱导体的交流电阻128
6.3任意波形的邻近效应133
6.3.1最优厚度136
6.4利用绕组交错绕制减少邻近效应144
6.5变压器绕组漏感145
6.6习题147
参考文献154
扩展阅读154
第7章磁心的高频效应157
7.1环形磁心的涡流损耗157
7.1.1数值逼近159
7.1.2等效磁心电感160
7.1.3等效磁心电阻161
7.2磁心损耗162
7.3复数磁导率166
7.4叠片磁心169
7.5习题170
参考文献172
扩展阅读173
第3篇高级主题
第8章测量174
8.1电感值的测量174
8.1.1阶跃电压法174
8.1.2增量阻抗法176
8.2B-H曲线的测量178
8.3变压器中损耗的测量179
8.3.1短路测试（线圈损耗/铜损）180
8.3.2开路测试（磁心损耗/铁损）181
8.3.3高频磁心损耗183
8.3.4高频漏抗185
8.4变压器绕组的电容值187
8.4.1变压器有效电容值187
8.4.2变压器模型中的导纳188
8.5习题192
参考文献193
扩展阅读193
第9章平面磁性元件195
9.1电感模型196
9.1.1空气中的螺旋线圈196
9.1.2铁磁衬底上的螺旋线圈200
9.1.3三明治结构中的螺旋线圈207
9.2螺旋电感器的制造209
9.2.1PCB磁元件210
9.2.2厚膜磁元件211
9.2.3LTCC磁元件213
9.2.4薄膜磁元件215
9.2.5小结216
9.3习题218
参考文献241
扩展阅读242
第10章可变电感244
10.1饱和磁心电感器245
10.2摆动电感器251
10.3斜坡气隙电感器253
10.4可变电感的应用255
10.4.1功率因数校正255
10.4.2可变电感用于谐波控制257
10.4.3最大功率跟踪261
10.4.4电压调整266
10.5习题268
参考文献275
扩展阅读276
附录277
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
作为一名电气工程专业的在读研究生，我正在撰写一篇关于高性能电力电子变换器的毕业论文，其中涉及到大量的磁性元件设计和优化。我目前遇到的主要困难在于，现有的教材和文献在处理复杂拓扑结构下的磁性元件设计时，往往缺乏足够的深度和广度，很多时候需要自己从零开始摸索。我非常渴望能有一本书，能够系统性地梳理变压器和电感在各种电力电子拓扑结构（如MMC、多端口变换器等）中的设计原理和实现方法。如果书中能够提供一些具体的案例分析，详细介绍如何根据不同的应用场景（例如电网侧并网逆变器、储能系统用DC-DC变换器等）来选择合适的磁性元件拓扑、计算关键参数，并进行结构优化，那我绝对会毫不犹豫地购买。我对书中关于电磁兼容性（EMC）的设计内容也充满期待，因为在电力电子系统中，磁性元件的辐射和传导干扰是必须解决的重要问题。
这本书的名字听起来就很有吸引力，毕竟电力电子技术发展这么快，变压器和电感作为核心元件，其发展和应用必然是大家最关心的问题之一。我一直对这个领域颇感兴趣，但总是觉得在理论和实际应用之间存在一些鸿沟，很多时候看到精美的设计图纸，却不知道背后的原理是如何一步步实现的，更别提如何根据实际需求去优化设计了。所以，我特别希望能有一本书，能够深入浅出地讲解变压器和电感在电力电子技术中的具体应用，比如在开关电源、逆变器、变频器等系统中，它们扮演着怎样的角色，面临着哪些挑战，以及最新的技术趋势是什么。例如，在电动汽车的充电桩领域，高频变压器和滤波电感的效率和体积一直是设计上的瓶颈，如果这本书能在这方面提供一些前沿的分析和解决方案，那简直是太棒了。我期待能在这本书中找到更多关于磁性元件设计、材料选择、损耗分析以及可靠性评估的实用信息，能够帮助我更好地理解和应用这些知识，尤其是在处理高功率密度、高效率和宽温域等复杂需求时。
我是一名电子行业的资深从业者，主要负责产品线的技术战略规划。近年来，我对功率半导体器件的快速发展及其对磁性元件提出的更高要求感到非常关注。我的工作需要我了解行业内的最新技术动态，并预测未来的技术走向。因此，我非常希望一本关于应用于电力电子技术的变压器和电感的书籍，能够提供关于下一代磁性元件设计和制造的深入洞察，例如在应对更高开关频率、更高功率密度、更低损耗等方面的技术挑战。我特别关注书中是否会探讨一些前沿的研究方向，例如基于人工智能（AI）的磁性元件参数优化，或者采用3D打印等先进制造技术来生产复杂的磁性结构。如果这本书能为我描绘出未来变压器和电感技术的发展蓝图，并分析其对整个电力电子行业可能带来的影响，那将对我制定公司的技术发展战略具有重要的指导意义。
我是一位长期从事电力电子产品开发的工程师，近些年对电力电子系统的集成化和模块化趋势感受非常深刻。这意味着作为关键组成部分的变压器和电感，其设计和制造也必须朝着小型化、高集成度和高可靠性的方向发展。我特别关注书中是否涉及了最新的封装技术，比如如何将磁性元件与半导体器件集成在一起，以减小整体体积并提高性能。此外，我对于磁性元件在不同工作条件下的动态特性也很感兴趣，例如在快速开关过程中，磁芯的饱和效应、涡流损耗以及寄生参数的影响，这些往往是影响系统稳定性和效率的关键因素。如果书中能提供一些先进的建模方法和仿真工具的使用技巧，帮助我们预测和解决这些问题，那将极大地提升我的工作效率。我尤其希望看到书中能够讨论一些关于新型磁性材料的应用，比如软磁复合材料、非晶合金等，以及它们如何帮助实现更优异的性能指标，特别是在高频应用和高功率密度设计方面。
我是一位电力电子领域的爱好者，对各种新技术的应用充满了好奇心。近年来，随着新能源汽车、智能电网、轨道交通等领域的蓬勃发展，对电力电子器件的需求也日益增长，变压器和电感作为其中的关键，其发展和创新更是令人瞩目。我希望这本书能够站在一个更宏观的角度，介绍变压器和电感在这些新兴领域的实际应用案例，比如在新能源汽车的充电系统、电池管理系统，或者是在智能电网中的能量路由器、柔性交流输电装置（FACTS）等方面。我特别想了解，在这些应用场景下，变压器和电感的设计有哪些特殊的考量，例如耐高压、耐腐蚀、长寿命等要求。如果书中还能分享一些关于制造工艺的最新进展，或者作者的实践经验，那就更完美了，能够帮助我理解技术从理论走向实际的整个过程。
