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開本：16開 紙張：膠版紙 包裝：平裝-膠訂 是否套裝：否 國際標準書號ISBN：9787111742043 作者：楊曉峰 出版社：機械工業出版社 出版時間：2024年02月
"編輯推薦 本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規律編寫而成。踐行四新理念，融素，注重理論與實踐相結合。 內容簡介 本書作為電力電子方向的特色專業教材，為電力電子技術從理論學習到真正工程實踐提供銜接。本書深入分析電力電子器件的內部構造，解讀器件的典型參數，揭示硬開關機理，繫統梳理軟開關技術。全書共7章，可分為4部分：①電力電子器件基礎，即第1～3章，主要介紹電力電子器件的內部結構和等效電路模型、模塊封裝、電氣特性等；②電力電子器件參數及其測試，即第4章，介紹電力電子器件數據手冊及其基本測試方法；③電力電子硬開關和軟開關技術，即第5、6章，介紹常見緩衝電路和軟開關技術；④軟開關技術的應用，即第7章，著重介紹移相控制ZVS全橋變換器及LLC諧振變換器的軟開關實現方法。
本書可作為高等學校電力電子方向專業綜合設計與實踐等相關課程的教學參考書，亦可作為電力電子領域工程技術人員的參考書。
目錄 前言
第1章?電力電子器件基礎 1
1.1半導體材料基礎 3
1.2常規硅基電力電子器件 5
1.2.1?電力二極管 6
1.2.2?晶閘管及其衍生器件 12
1.2.3?電力場效應晶體管 18
1.2.4?絕緣柵雙極型晶體管 24
1.2.5?其他硅基電力電子器件 31
1.3寬禁帶電力電子器件 35
1.3.1?碳化硅肖特基勢壘二極管 36
1.3.2?碳化硅場效應晶體管 38
1.3.3?氮化鎵電力電子器件 39
1.3.4?寬禁帶電力電子器件的應用 40前言
第1章?電力電子器件基礎 1
1.1半導體材料基礎 3
1.2常規硅基電力電子器件 5
1.2.1?電力二極管 6
1.2.2?晶閘管及其衍生器件 12
1.2.3?電力場效應晶體管 18
1.2.4?絕緣柵雙極型晶體管 24
1.2.5?其他硅基電力電子器件 31
1.3寬禁帶電力電子器件 35
1.3.1?碳化硅肖特基勢壘二極管 36
1.3.2?碳化硅場效應晶體管 38
1.3.3?氮化鎵電力電子器件 39
1.3.4?寬禁帶電力電子器件的應用 40
1.3.5寬禁帶電力電子器件帶來的技術
進步 41
習題 43
第 2章?電力電子器件模塊封裝 44
2.1電力電子器件模塊封裝基礎 44
2.1.1鍵合型功率模塊封裝結構和
材料 44
2.1.2?鍵合型功率模塊封裝工藝 49
2.1.3?智能功率模塊 51
2.1.4?平面型功率模塊 51
2.1.5?壓接型功率模塊 52
2.2碳化硅器件封裝 53
2.3氮化鎵器件封裝 54
習題 56
第3章?電力電子器件的電氣特性 57
3.1電力二極管的電氣特性 57
3.1.1?電力二極管的主要參數 57
3.1.2?電力二極管的動態特性 58
3.2IGBT的電氣特性 59
3.2.1?IGBT的主要參數 59
3.2.2?IGBT的開通過程 60
3.2.3?IGBT的關斷過程 65
3.2.4?IGBT的安全工作區 68
3.2.5?IGBT的米勒效應 69
3.2.6?IGBT的阻斷特性 70
3.2.7?IGBT的雪崩擊穿特性 71
習題 72
第4章電力電子器件的參數及測試
基礎 73
4.1解讀電力電子器件的數據手冊 73
4.1.1?極限參數 73
4.1.2?推薦參數 76
4.1.3?特性曲線 81
4.1.4?封裝信息 83
4.2動態參數的測試 84
4.2.1?雙脈衝測試方法 84
4.2.2?雙脈衝測試的注意事項 87
4.2.3?雙脈衝測試參數的設定 90
4.3電力電子器件動態測試平臺的構建 92
4.3.1?雙脈衝測試平臺 92
4.3.2?短路測試平臺 97
習題 100
第5章電力電子器件的硬開關及
緩衝電路 101
5.1理想開關過程 101
5.2電力電子器件的硬開關過程 102
5.2.1硬開關過程 102
5.2.2硬開關問題的解決 105
5.3緩衝電路 106
5.3.1RCD緩衝電路 106
5.3.2RLD緩衝電路 111
5.3.3無損關斷緩衝電路 115
5.3.4無損開通緩衝電路 118
習題 120
第6章?電力電子軟開關技術 121
6.1軟開關技術 121
6.1.1軟開關的概念 121
6.1.2軟開關技術的分類 122
6.2軟開關技術的分析基礎 123
6.2.1狀態軌跡法 123
6.2.2基波分量近似法 128
6.3準諧振變換器 130
6.3.1準諧振 130
6.3.2零電壓開關準諧振電路 132
6.3.3零電流開關準諧振電路 141
6.3.4零電壓開關多諧振電路 151
6.4零開關PWM變換器 158
6.4.1零開關PWM 159
6.4.2零電壓PWM變換器 162
6.4.3零電流PWM變換器 168
6.5零轉換PWM變換器 175
6.5.1零轉換PWM 176
6.5.2零電壓轉換PWM變換器 178
6.5.3零電流轉換PWM變換器 184
6.6有源鉗位電路及其實現 192
6.6.1有源鉗位ZVS PWM正激
變換器 192
6.6.2有源鉗位ZVS PWM反激
變換器 202
習題 211
第7章?電力電子軟開關應用技術 212
7.1移相控制ZVS全橋變換器 212
7.1.1工作原理 212
7.1.2軟開關條件 218
7.2全橋LLC諧振變換器 222
7.2.1工作原理 222
7.2.2基於基波分量近似法的簡化
電路 228
7.2.3輸出輸入電壓傳輸比 230
習題 233
參考文獻 234 前言 電力電子技術是利用功率半導體器件,對電能進行高效變換和控制的一門技術。作為構成電力電子裝置和繫統的基本要素之一,電力電子器件起著類似於電氣開關的作用。傳統電力電子技術教材通常把該類器件視作理想開關以簡化理論分析,然而實際電力電子器件的開通和關斷並非瞬間完成,而是呈現出特定的開關過程,在此期間電壓和電流存在交疊區,導致了電力電子器件的開關損耗和硬開關現像。近年來,隨著以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶電力電子器件技術日趨成熟,高頻化逐漸成為電力電子技術領域的一大主流趨勢,對電力電子器件開關特性的正確認識和軟開關技術需求迫切。
作為電力電子方向的特色專業教材,本書將致力於銜接電力電子技術理論學習與工程實踐。本書涵蓋了電力電子器件理論特性和工藝基礎、參數解讀和測量、緩衝電路和軟開關技術及應用等內容,並注重電力電子器件相關理論和技術的繫統性,深入淺出地梳理了電力電子器件開關現像背後的基礎理論、分析方法和對策。本書主要特色如下:
(1)從電力電子器件的內部結構出發,在對電力二極管、晶閘管、電力場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等傳統硅基器件的電氣特性介紹基礎上,引入了碳化硅、氮化鎵等新型寬禁帶電力電子器件,詳細介紹了上述電力電子器件的模塊封裝技術,為廣大讀者提供設計參考。電力電子技術是利用功率半導體器件,對電能進行高效變換和控制的一門技術。作為構成電力電子裝置和繫統的基本要素之一,電力電子器件起著類似於電氣開關的作用。傳統電力電子技術教材通常把該類器件視作理想開關以簡化理論分析,然而實際電力電子器件的開通和關斷並非瞬間完成,而是呈現出特定的開關過程,在此期間電壓和電流存在交疊區,導致了電力電子器件的開關損耗和硬開關現像。近年來,隨著以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶電力電子器件技術日趨成熟,高頻化逐漸成為電力電子技術領域的一大主流趨勢,對電力電子器件開關特性的正確認識和軟開關技術需求迫切。
作為電力電子方向的特色專業教材,本書將致力於銜接電力電子技術理論學習與工程實踐。本書涵蓋了電力電子器件理論特性和工藝基礎、參數解讀和測量、緩衝電路和軟開關技術及應用等內容,並注重電力電子器件相關理論和技術的繫統性,深入淺出地梳理了電力電子器件開關現像背後的基礎理論、分析方法和對策。本書主要特色如下:
(1)從電力電子器件的內部結構出發,在對電力二極管、晶閘管、電力場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等傳統硅基器件的電氣特性介紹基礎上,引入了碳化硅、氮化鎵等新型寬禁帶電力電子器件,詳細介紹了上述電力電子器件的模塊封裝技術,為廣大讀者提供設計參考。
(2)為幫助研究人員對電力電子器件的合理使用,本書詳細介紹了電力電子器件數據手冊解讀方法,繫統梳理了手冊中的各類極限參數、推薦參數、特性曲線以及典型器件參數的基本測試方法,從而為掌握電力電子器件的電氣特性和使用方法提供參考。
(3)為緩解電力電子器件開關過程中存在的電氣應力和開關損耗問題,本書引入了緩衝電路和軟開關技術兩類措施。前者重點介紹了RCD緩衝電路、RLD緩衝電路及無損緩衝電路,後者則繫統介紹了準諧振變換器、零開關PWM變換器、零轉換PWM變換器及有源鉗位電路。上述措施能夠有效減小電力電子器件電壓及電流的交疊區,實現軟開關的同時提高繫統運行效率。
本書由楊曉峰和寧圃奇共同編寫,其中第1、2章由寧圃奇編寫,第3~7章由楊曉峰編寫,楊曉峰對全書內容進行了統稿和反復修改,北京交通大學電力電子研究所的博士研究生劉妍,碩士研究生譚海霞、牟雯弢、廖李昕等共同參與了相關圖表和材料的整理工作。在本書編寫過程中,編者參考了國內外有關單位和學者的著作和文章,並獲得了北京大華無線電儀器有限責任公司的資金支持,在此謹表衷心感謝。
由於編者水平有限,書中難免有疏漏不妥之處,敬請讀者批評指正。
編者
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