Resonant Power Converters, Solutions Manual pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Marian K. Kazimierczuk

出品人:

页数:80

译者:

出版时间:1995-10-12

价格:USD 67.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780471128496

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 谐振变换器
• 电力转换器
• 解决方案手册
• 电路分析
• 电力系统
• 开关电源
• 高效率电源
• 电力质量
• 新能源

深入探索谐振功率变换器的世界：原理、设计与应用 功率变换器作为现代电子设备和电力系统中不可或缺的关键组件，其性能的提升直接关系到整个系统的效率、可靠性及体积。而在众多功率变换器拓扑结构中，谐振功率变换器以其独特的优势，在追求高效率、高功率密度和低电磁干扰的领域占据着举足轻重的地位。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，剖析谐振功率变换器设计的核心原理、关键技术以及实际应用中的挑战与解决方案。 第一章：谐振功率变换器的基础理论 本章将从最基础的概念出发，为读者构建对谐振功率变换器的完整认知框架。我们将首先回顾传统的开关模式功率变换器（如Buck、Boost、Flyback等），阐述其工作原理及固有局限性，从而引出引入谐振元件的必要性。接着，我们将深入探讨谐振电路的基本特性，包括RLC串联和并联谐振的频率响应、阻抗特性以及能量存储与转移的机制。 重点将放在分析不同谐振网络（如SER、SEP、ZCS、ZVS等）的构建方式及其在功率变换器中的实现。我们将详细讲解谐振元件（电感和电容）的选取原则、参数计算方法，以及它们如何影响变换器的开关损耗、传导损耗和整体效率。此外，本章还将介绍谐振频率的概念及其对变换器工作范围和性能的影响，并初步探讨如何通过调整谐振参数来优化变换器的性能。 第二章：谐振功率变换器的核心拓扑结构 在理解了基础理论后，本章将聚焦于几种最常用和最具代表性的谐振功率变换器拓扑。我们将逐一解析这些拓扑的工作模式、电压/电流应力以及能量流动路径。 串联谐振变换器（SR 拓扑）： 详细分析其正弦波开关特性，重点讲解在不同负载条件下的工作状态，以及如何实现零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）以降低开关损耗。 并联谐振变换器（PR 拓扑）： 阐述其工作原理，并与SR拓扑进行对比，分析其各自的优缺点。 半桥和全桥谐振变换器： 介绍这些更复杂的拓扑结构，它们如何通过组合多个开关管和谐振网络来实现更高的功率输出和更好的效率。我们将重点分析它们在实现软开关（ZVS/ZCS）方面的优势，以及如何减少寄生参数的影响。 谐振LLC变换器： 作为当前主流的高效率谐振拓扑之一，LLC变换器将得到详尽的阐述。我们将深入剖析其工作原理，包括其“增益曲线”的特性，以及如何通过选择合适的L_m/L_r比值来实现在宽输入电压和负载范围内的高效率。本章还将讨论LLC变换器在隔离型DC-DC和AC-DC应用中的广泛适用性。 相移全桥谐振变换器（PSFB）： 分析其相移控制机制，以及如何结合谐振网络实现全范围的ZVS。我们将探讨其在隔离型DC-DC应用中的优势，尤其是在高功率密度和高效率方面的表现。 对于每一种拓扑，本章都将提供详细的数学模型和等效电路分析，帮助读者深入理解其动态行为。 第三章：谐振功率变换器的设计方法与关键考量 本章将从工程实践的角度出发，指导读者如何进行谐振功率变换器的设计。我们将系统性地介绍设计流程，并强调各个关键环节的考量因素。 参数设计： 详细讲解如何根据输入输出电压、功率需求、开关频率等指标，计算谐振电感、谐振电容、变压器参数（匝比、漏感、励磁电感）以及滤波元件的取值。我们将提供实用的设计公式和图表，并辅以案例说明。 器件选择： 重点分析功率开关器件（MOSFETs, IGBTs）的选择标准，包括耐压、导通电阻、栅极电荷、开关速度等，以及如何根据谐振拓扑和工作条件选择合适的驱动电路。同时，也将讨论高频变压器和电感的制造工艺、磁芯材料的选择及其对性能的影响。 控制策略： 探讨用于谐振功率变换器的各种控制方法，包括频率调制（FM）、占空比调制（PDM）以及混合控制。我们将分析不同控制策略在实现稳压、稳流以及软开关方面的优劣，并介绍其在动态响应和稳定性方面的表现。 PCB布局与EMI抑制： 强调高频功率电路的PCB布局至关重要。本章将提供详细的布局指南，包括电流环路的最小化、寄生参数的控制、地线的处理以及散热设计。同时，也将讨论谐振变换器在电磁干扰（EMI）方面的特点，并介绍有效的EMI抑制技术，如屏蔽、滤波和差分信号传输等。 可靠性设计： 探讨如何提高谐振功率变换器的可靠性，包括过压、过流、过温保护机制的设计，以及长期运行的稳定性考量。 第四章：谐振功率变换器的先进技术与应用 本章将深入探讨当前谐振功率变换器领域的前沿技术，并展示其在各个领域的广泛应用。 集成化与小型化： 介绍如何通过高集成度功率模块（IPM）、平面变压器、多层陶瓷电容器等技术，实现谐振功率变换器的小型化和轻量化，满足便携式设备和高密度电力系统的需求。 GaN和SiC器件的应用： 探讨氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等宽禁带半导体器件在谐振功率变换器中的优势，如更高的开关速度、更低的导通损耗和更高的工作温度，以及它们如何进一步提升变换器的效率和功率密度。 无线充电技术： 详细解析谐振耦合技术在无线充电系统中的应用，包括其原理、线圈设计、效率优化以及安全保障。 新能源发电与存储： 阐述谐振变换器在太阳能光伏逆变器、风力发电系统和电池储能系统中的应用，如何提高能量转换效率，降低系统成本。 数据中心电源： 分析谐振变换器在高效率服务器电源、UPS系统中的作用，如何满足数据中心对高可靠性、高功率密度和低能耗的需求。 电动汽车（EV）充电和电源管理： 探讨谐振变换器在电动汽车车载充电器（OBC）、DC-DC转换器以及充电桩中的应用，如何实现高效、快速的充电以及车载电器的电源管理。 先进控制算法： 介绍一些更先进的控制算法，如自适应控制、模型预测控制等，如何应用于谐振功率变换器以提高其动态性能和鲁棒性。 第五章：谐振功率变换器的分析工具与仿真 为了辅助设计和深入理解，本章将介绍常用的分析工具和仿真方法。 数学建模与分析： 回顾和深化谐振功率变换器的数学建模过程，包括稳态分析和动态分析。 仿真软件介绍： 介绍业界主流的仿真软件，如PSIM, PSpice, MATLAB/Simulink, LTspice等，并演示如何使用这些工具来建立谐振变换器模型，进行参数扫描、性能验证和故障分析。 波形分析与损耗计算： 指导读者如何通过仿真和实际测量来分析关键节点（如开关管、谐振网络）的电压和电流波形，并精确计算各种损耗（开关损耗、导通损耗、磁芯损耗等），从而为优化设计提供依据。 PCB寄生参数的影响分析： 介绍如何通过仿真软件来评估PCB布局产生的寄生电感和电容对谐振变换器性能的影响，以及如何通过优化布局来减小这些影响。 本书力求通过理论分析、拓扑讲解、设计方法、前沿技术和仿真工具的有机结合，为电气工程、电子工程及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一本权威、实用且富有启发性的参考资料，帮助他们掌握谐振功率变换器的核心技术，并能够独立完成高性能、高效率的功率变换器设计。

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