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電力電子變換器實用分析與設計(創新創業類系列教材) 版權信息
- ISBN：9787121433764
- 條形碼：9787121433764 ; 978-7-121-43376-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電力電子變換器實用分析與設計(創新創業類系列教材) 內容簡介
本書針對電力電子變換器設計的實際問題，介紹了變換器的一般設計流程、典型功能電路原理與主要元器件特性，闡述了變換器中理想與實際的差異及非理想因素產生的影響；介紹了印制電路板的一般設計流程與方法，闡述了變換器優化設計的一般方法及典型實例；*后介紹了變換器調試排故的一般方法及典型案例分析。
電力電子變換器實用分析與設計(創新創業類系列教材) 目錄
第 1 章 電力電子變換器的一般設計流程 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．1
1．1 電力電子變換器的一般設計流程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．1
1．2 電力電子變換器的技術指標和分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．4
1．2．1 電力電子變換器的技術指標????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．4
1．2．2 技術指標分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．8
1．3 總體方案論證????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．8
1．4 具體電路設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10
1．5 電路仿真 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．11
1．6 電磁兼容設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13
1．6．1 電磁兼容概念 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13
1．6．2 常用的抑制電磁干擾的措施????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
1．6．3 電磁兼容測試 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16
1．7 PCB 及結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16
1．8 建立試驗平臺????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17
1．9 前期調試 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18
1．10 優化設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19
1．11 后期整機調試 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20
1．12 生產準備????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21
1．13 小結????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21
思考題和習題????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22
第 2 章 電力電子變換器的功能電路、元器件與理想原理分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．1 電力電子變換器的功能電路????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．1．1 不隔離式 DC/DC 變換器????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25
2．1．2 隔離式 DC/DC 變換器??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31
2．2 電力電子變換器的典型元器件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35
2．2．1 主功率電路的元器件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35
2．2．2 控制芯片 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37
2．2．3 常用邏輯芯片 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38
2．2．4 電流檢測元件 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48
2．2．5 溫度檢測元件 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52
2．3 電力電子變換器的穩態原理分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????55
2．3．1 電感和電容的理想特性分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????55
2．3．2 功率電路穩態原理分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????59
2．3．3 穩態閉環分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????74
2．4 小結 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
思考題和習題????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
第 3 章 電力電子變換器中的實際問題 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．83
3．1 實驗波形與理想原理分析不同所引發的思考??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
3．1．1 驅動電路典型波形????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
3．1．2 雙脈沖測試電路中功率開關管典型開關特性波形??????????????????????????????????????????????????????????????????????????84
3．1．3 反激變換器典型波形??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????85
3．2 理想與實際的差異????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????87
3．2．1 理想與實際功率器件的差異????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????87
3．2．2 理想與實際電抗元件的差異??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．100
3．2．3 理想與實際 PCB 的差異 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．106
3．2．4 理想與實際功率電路的差異??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．107
3．2．5 理想與實際的差異分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．110
3．3 損耗與散熱 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．116
3．3．1 電力電子變換器損耗的組成??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．116
3．3．2 電力電子變換器中常用元器件的損耗模型分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????．118
3．3．3 散熱的必要性 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．125
3．3．4 常用散熱方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．126
3．3．5 功率器件的散熱和安裝方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．127
3．4 應力降額 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．141
3．4．1 應力系數、設計裕量及安全裕量之間的關系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．142
3．4．2 工作環境 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．142
3．4．3 典型元器件的額定值和應力系數??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．143
3．4．4 機械應力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
3．5 電磁干擾 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．149
3．5．1 EMC 設計方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．149
3．5．2 電磁干擾形成的三要素??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．150
3．5．3 電磁干擾源的特性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．152
3．5．4 電磁干擾傳播特性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．153
3．5．5 EMC 設計要點 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．157
3．6 可靠性與壽命??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
3．6．1 平均無故障時間????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
3．6．2 保修成本 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．162
3．6．3 壽命期望和失效標準????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．163
3．6．4 驗證可靠性測試????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．164
3．6．5 加速壽命試驗 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．165
3．7 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．166
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．166
第 4 章 印制電路板的一般設計方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????167
4．1 PCB 簡介及設計基礎 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．167
4．1．1 PCB 及互連 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．167
4．1．2 PCB 設計基礎 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．172
4．2 PCB 的一般設計流程與方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．179
4．3 PCB 設計規范 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．184
4．3．1 PCB 工程設計的基本原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．184
4．3．2 PCB 設計的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．185
4．3．3 回路相關設計注意事項??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．191
4．3．4 焊盤設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．193
4．3．5 PCB 標注要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．196
4．4 PCB 的熱設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．197
4．4．1 PCB 熱傳導特性 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．198
4．4．2 PCB 敷銅準則 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．198
4．4．3 熱過孔及其設計注意點??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．199
4．4．4 GaN 器件散熱實例 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．201
4．5 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．203
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．204
第 5 章 電力電子變換器的參數優化設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????205
5．1 電力電子變換器參數的傳統設計方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．1．1 傳統設計方法介紹??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．1．2 傳統設計方法的缺陷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．2 電力電子變換器參數的優化設計思想及過程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．2．1 優化設計思想 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．2．2 優化設計過程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．3 電力電子變換器參數優化設計實例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．208
5．3．1 數學模型的建立????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．209
5．3．2 數學模型的改進????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．211
5．3．3 優化設計結果與分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．221
5．4 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．226
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．226
第 6 章 電力電子變換器的一般調試與排故方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????227
6．1 電力電子變換器調試的基本問題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．1 調試的定義 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．2 調試的分類 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．3 調試的目的 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．229
6．1．4 調試前應做的準備工作??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．229
6．1．5 調試的一般要求????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．231
6．1．6 調試的一般步驟????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．232
6．1．7 常見故障及產生原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．235
6．1．8 調試中所遇故障的一般檢測方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．236
6．2 典型電力電子變換器的調試過程??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．244
6．2．1 反激變換器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．245
6．2．2 三相 PMSM 電機驅動 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3 典型電力電子變換器調試與排故實例分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3．1 GaN 基橋臂雙脈沖電路調試排故實例分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3．2 三管 Buck-Boost 電路調試與排故分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．255
6．3．3 交錯并聯 Boost 變換器調試排故實例分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．263
6．4 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．267
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．268
參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????269
1．1 電力電子變換器的一般設計流程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．1
1．2 電力電子變換器的技術指標和分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．4
1．2．1 電力電子變換器的技術指標????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．4
1．2．2 技術指標分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．8
1．3 總體方案論證????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．8
1．4 具體電路設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10
1．5 電路仿真 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．11
1．6 電磁兼容設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13
1．6．1 電磁兼容概念 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13
1．6．2 常用的抑制電磁干擾的措施????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
1．6．3 電磁兼容測試 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16
1．7 PCB 及結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16
1．8 建立試驗平臺????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17
1．9 前期調試 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18
1．10 優化設計????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19
1．11 后期整機調試 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20
1．12 生產準備????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21
1．13 小結????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21
思考題和習題????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22
第 2 章 電力電子變換器的功能電路、元器件與理想原理分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
2．1 電力電子變換器的功能電路????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．1．1 不隔離式 DC/DC 變換器????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25
2．1．2 隔離式 DC/DC 變換器??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31
2．2 電力電子變換器的典型元器件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35
2．2．1 主功率電路的元器件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35
2．2．2 控制芯片 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37
2．2．3 常用邏輯芯片 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38
2．2．4 電流檢測元件 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48
2．2．5 溫度檢測元件 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52
2．3 電力電子變換器的穩態原理分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????55
2．3．1 電感和電容的理想特性分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????55
2．3．2 功率電路穩態原理分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????59
2．3．3 穩態閉環分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????74
2．4 小結 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
思考題和習題????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
第 3 章 電力電子變換器中的實際問題 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．83
3．1 實驗波形與理想原理分析不同所引發的思考??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
3．1．1 驅動電路典型波形????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
3．1．2 雙脈沖測試電路中功率開關管典型開關特性波形??????????????????????????????????????????????????????????????????????????84
3．1．3 反激變換器典型波形??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????85
3．2 理想與實際的差異????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????87
3．2．1 理想與實際功率器件的差異????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????87
3．2．2 理想與實際電抗元件的差異??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．100
3．2．3 理想與實際 PCB 的差異 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．106
3．2．4 理想與實際功率電路的差異??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．107
3．2．5 理想與實際的差異分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．110
3．3 損耗與散熱 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．116
3．3．1 電力電子變換器損耗的組成??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．116
3．3．2 電力電子變換器中常用元器件的損耗模型分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????．118
3．3．3 散熱的必要性 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．125
3．3．4 常用散熱方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．126
3．3．5 功率器件的散熱和安裝方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．127
3．4 應力降額 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．141
3．4．1 應力系數、設計裕量及安全裕量之間的關系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．142
3．4．2 工作環境 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．142
3．4．3 典型元器件的額定值和應力系數??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．143
3．4．4 機械應力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
3．5 電磁干擾 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．149
3．5．1 EMC 設計方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．149
3．5．2 電磁干擾形成的三要素??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．150
3．5．3 電磁干擾源的特性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．152
3．5．4 電磁干擾傳播特性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．153
3．5．5 EMC 設計要點 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．157
3．6 可靠性與壽命??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
3．6．1 平均無故障時間????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
3．6．2 保修成本 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．162
3．6．3 壽命期望和失效標準????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．163
3．6．4 驗證可靠性測試????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．164
3．6．5 加速壽命試驗 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．165
3．7 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．166
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．166
第 4 章 印制電路板的一般設計方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????167
4．1 PCB 簡介及設計基礎 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．167
4．1．1 PCB 及互連 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．167
4．1．2 PCB 設計基礎 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．172
4．2 PCB 的一般設計流程與方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．179
4．3 PCB 設計規范 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．184
4．3．1 PCB 工程設計的基本原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．184
4．3．2 PCB 設計的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．185
4．3．3 回路相關設計注意事項??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．191
4．3．4 焊盤設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．193
4．3．5 PCB 標注要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．196
4．4 PCB 的熱設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．197
4．4．1 PCB 熱傳導特性 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．198
4．4．2 PCB 敷銅準則 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．198
4．4．3 熱過孔及其設計注意點??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．199
4．4．4 GaN 器件散熱實例 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．201
4．5 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．203
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．204
第 5 章 電力電子變換器的參數優化設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????205
5．1 電力電子變換器參數的傳統設計方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．1．1 傳統設計方法介紹??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．1．2 傳統設計方法的缺陷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．205
5．2 電力電子變換器參數的優化設計思想及過程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．2．1 優化設計思想 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．2．2 優化設計過程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．207
5．3 電力電子變換器參數優化設計實例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．208
5．3．1 數學模型的建立????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．209
5．3．2 數學模型的改進????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．211
5．3．3 優化設計結果與分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．221
5．4 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．226
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．226
第 6 章 電力電子變換器的一般調試與排故方法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????227
6．1 電力電子變換器調試的基本問題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．1 調試的定義 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．2 調試的分類 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．227
6．1．3 調試的目的 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．229
6．1．4 調試前應做的準備工作??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．229
6．1．5 調試的一般要求????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．231
6．1．6 調試的一般步驟????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．232
6．1．7 常見故障及產生原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．235
6．1．8 調試中所遇故障的一般檢測方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．236
6．2 典型電力電子變換器的調試過程??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．244
6．2．1 反激變換器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．245
6．2．2 三相 PMSM 電機驅動 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3 典型電力電子變換器調試與排故實例分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3．1 GaN 基橋臂雙脈沖電路調試排故實例分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．248
6．3．2 三管 Buck-Boost 電路調試與排故分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．255
6．3．3 交錯并聯 Boost 變換器調試排故實例分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．263
6．4 小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．267
思考題和習題??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．268
參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????269
展開全部
電力電子變換器實用分析與設計(創新創業類系列教材) 作者簡介
秦海鴻，南京航空航天大學自動化學院副教授，長期從事航空航天、軍事裝備用電源系統及電機驅動系統，以及第三代半導體器件應用研究與開發工作，近年來參與及承擔國家自然科學基金重點項目、教育部博士點基金、寬禁帶電力電子器件國家重點實驗室開放基金、臺達科教基金重點項目、航空單位及相關企業合作項目等多項課題研究任務。發表學術論文80余篇，授權發明專利12項，出版專著及教材《多電飛機的電氣系統》、《碳化硅電力電子器件原理與應用》、《氮化鎵電力電子器件原理與應用》、《混合勵磁電機的結構與原理》、《電機設計及實例》。江蘇省電子學會電源專業委員會秘書長、中國電源學會高級會員、以及IEEE Transactions on Power Electronics,《中國電機工程學報》、《南京航空航天大學學報》、《電源學報》等期刊的審稿專家。
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