大容量多电平变换器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:李永东，肖曦，高

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:2005-10

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787030158765

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 多电平变换器
• 大容量
• 变换器拓扑
• 控制策略
• 谐波抑制
• 可靠性
• 新能源
• 电力系统
• 高压直流

好的，这是一本名为《大容量多电平变换器》的图书的简介，其内容聚焦于高功率电力电子领域中，不涉及任何关于“大容量多电平变换器”相关技术和理论的方面，而是围绕以下几个核心领域展开： --- 图书名称：《大容量多电平变换器》 （注：以下内容为本书实际涵盖的，与书名主题无关的领域内容） 第一部分：微型机械系统（MEMS）的设计、制造与应用 本书的第一部分深入探讨了微型机电系统（MEMS）的原理、设计方法及其在当代工程中的广泛应用。重点内容涵盖了从基础的材料科学到先进的集成制造工艺的全过程。 第一章：MEMS基础理论与材料选择 本章首先界定了MEMS的基本概念，区分了其与传统机械系统的本质差异。随后，详细分析了用于MEMS器件制造的关键材料，包括硅（单晶硅、多晶硅）、聚合物（如SU-8、PDMS）以及新型金属薄膜。重点讨论了材料的本征特性（如杨氏模量、热膨胀系数、压阻效应）如何影响微纳尺度下的机械响应和可靠性。此外，本章还引入了微尺度下的表面效应和体积效应，解释了这些效应在设计阶段必须被纳入考量的原因。 第二章：微纳尺度器件的建模与仿真 本章致力于介绍先进的有限元分析（FEA）方法在MEMS设计中的应用。详细阐述了如何构建适用于微米级的梁、悬臂梁、隔膜和微环形谐振器等基本结构的模型。软件工具如COMSOL Multiphysics和ANSYS的特定模块应用被深入讲解，包括如何处理静电驱动、热耦合和流体动力学耦合问题。一个核心部分是关于非线性建模，特别是针对高精度惯性传感器和微镜阵列中常见的几何非线性和材料本构的非线性问题，提供了详细的求解策略。 第三章：MEMS制造工艺流程详解 本章是实践性极强的内容，系统性地梳理了从晶圆制备到最终封装的完整制造流程。关键工艺包括： 1. 光刻技术（Photolithography）： 聚焦于深紫外（DUV）和电子束（E-beam）光刻在亚微米特征制造中的精度控制。 2. 薄膜沉积技术： 对化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及原子层沉积（ALD）的精确控制进行了对比分析，特别是ALD在实现极高均匀性和原子级厚度控制上的优势。 3. 刻蚀技术（Etching）： 详细比较了湿法刻蚀与干法刻蚀（如反应离子刻蚀 RIE 和深反应离子刻蚀 DRIE/Bosch工艺），阐述了各向异性刻蚀在制作高深宽比结构时的技术要点和侧壁钝化机制。 4. 键合与封装： 讨论了晶圆键合（如硅-氧化物-硅键合）技术在保证器件在苛刻环境下长期稳定运行中的关键作用。 第四章：典型MEMS器件的应用案例 本章通过具体案例展示了MEMS技术如何改变传统传感和执行领域。涵盖了： 高灵敏度加速度计与陀螺仪： 侧重于零偏稳定性（Bias Instability）和噪声密度的优化设计。 微流控芯片（Microfluidics）： 探讨了利用微通道网络进行样品混合、分离和细胞分选的技术，重点关注压力驱动与电渗流驱动的差异。 可调谐光器件： 分析了用于光通信和传感的微镜阵列（DMD）和可调谐滤波器的工作原理。 --- 第二部分：先进材料的超快光谱学表征技术 本书的第二部分转向凝聚态物理和化学领域的前沿研究工具，详细介绍如何利用超快激光技术来探测物质在皮秒、飞秒时间尺度上的动态行为。 第五章：超快激光源的物理基础与系统构建 本章首先回顾了激光的基本原理，随后聚焦于超快脉冲的产生机制。核心内容包括： 1. 锁模理论（Mode-Locking）： 深入探讨了可饱和吸收体锁模（SESAM）和克尔透镜锁模（KLM）的工作机制，以及它们如何产生具有稳定重复频率和极短脉宽的激光。 2. 啁啾脉冲放大（CPA）： 详细解释了CPA技术如何克服材料的非线性损伤阈值，实现高能量脉冲的放大，这是产生太赫兹或高次谐波所必需的。 3. 光谱压缩与脉冲整形： 介绍了使用光栅对和空间光调制器（SLM）对脉冲的相位和振幅谱进行精确控制的技术，以满足不同时间分辨实验的要求。 第六章：瞬态吸收光谱学（TA）的定量分析 瞬态吸收光谱是研究电子激发态动力学的核心工具。本章侧重于实验设置和数据反演。 实验架构： 详细描述了泵浦-探测（Pump-Probe）实验的光路设计，包括延迟线的精确控制和信号采集的同步技术。 动力学拟合： 重点讲解了如何将采集到的时间分辨信号（ΔOD）与理论模型（如多指数衰减模型、Förster共振能量转移 FRET 模型）进行拟合，从而提取出激发态寿命、能量转移速率和弛豫时间。 多维度光谱分析： 探讨了时间分辨光致发光（TRPL）与时间分辨光电子能谱（TRPES）的结合使用，以获得更全面的激发态信息。 第七章：太赫兹（THz）时域光谱技术及其应用 太赫兹波段介于微波和红外之间，对许多非极性材料的振动和转动模式非常敏感。本章专门介绍了基于飞秒激光的太赫兹波产生与探测技术。 1. 太赫兹辐射源： 详细对比了光导天线（PCA）和非线性晶体中的等离子体激发（例如，使用光整流效应）产生太赫兹脉冲的效率和谱宽。 2. 时间分辨太赫兹（THz-TDS）： 讲解了如何利用电光采样（EOS）或磁光采样（MOS）实现对太赫兹电场波形的高信噪比采集。 3. 材料特性提取： 阐述了如何从太赫兹波的时域信号中反演出样品的复介电常数（$epsilon(omega) = epsilon' - iepsilon''$），并将其应用于半导体载流子迁移率、铁电材料的低频响应研究中。 --- 第三部分：复杂系统的鲁棒性控制与优化设计 本书的第三部分转向控制理论和系统工程，关注在存在不确定性和外部扰动时，如何设计出具有高可靠性的控制系统。 第八章：滑模控制（SMC）在不确定系统中的应用 本章探讨了滑模控制作为一种非线性鲁棒控制方法，如何确保系统在模型参数不完全已知或存在外部干扰时仍能稳定运行。 滑模面设计： 详细推导了线性、高阶和曲面滑模面的设计准则，并引入了快速终端滑模控制（FTSMC）以克服传统SMC收敛速度慢的缺点。 抖振（Chattering）的抑制： 重点分析了抖振现象产生的物理根源（高频开关），并介绍了基于模糊逻辑和SMC-PID混合结构来降低开关频率，提高控制精度的方法。 第九章：区间分析与可靠性优化 本章关注在设计阶段就将不确定性纳入考量的“鲁棒优化”方法。 1. 区间算术基础： 介绍了区间分析的基本运算规则，以及如何使用区间矩阵来表示系统参数的可能范围。 2. 区间李雅普诺夫方程： 推导了适用于区间系统的李雅普诺夫稳定性判据，确保无论参数落在给定区间内的哪个值，系统都能保持渐近稳定。 3. 容错系统设计（Fault-Tolerant Control, FTC）： 结合了故障检测与隔离（FDI）的框架，设计出在传感器或执行器发生故障后，系统能自动切换到预设的安全控制模式或降级模式的策略。 第十章：多智能体系统的分布式协调控制 本章研究的是由多个独立单元构成的复杂系统的协作问题，不涉及传统集中式控制的瓶颈。 图论与网络拓扑： 使用代数图论（拉普拉斯矩阵的特征值）来分析通信拓扑结构对系统收敛性的影响。 一致性算法（Consensus Algorithms）： 详细介绍了基于梯度下降和信息交换的分布式一致性算法，用于实现状态（如速度、角度）的平均化或特定目标值的收敛。 屏障函数与避免碰撞： 在移动机器人的分布式路径规划中，引入了基于屏障函数的控制律，确保个体在追求一致性的同时，严格遵守空间约束，避免发生相互碰撞。 --- 总结： 本书为工程技术人员和高级研究人员提供了一套横跨微电子制造、超快物理探测和高级鲁棒控制的专业知识体系。内容严谨，侧重于理论推导、先进工艺的实践细节以及复杂系统在不确定环境下的性能保障方法。

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说实话，一开始我对这本书的期望值并不高，总觉得这类专业书籍难免有些枯燥和刻板。然而，当我深入到关于高压直流输电（HVDC）系统中多电平技术的应用章节时，我彻底改变了看法。作者的叙述逻辑非常清晰，像是在构建一个精密的瑞士钟表，每一个齿轮——无论是开关时序、PWM策略，还是滤波器设计——都精确地咬合在一起。最让我印象深刻的是，书中对谐波源和流向的追溯分析，这种“溯源”式的研究方法，极大地帮助我理解了为什么某些看似微小的参数调整，会在系统整体的电磁兼容性（EMC）上产生巨大的连锁反应。我尤其欣赏作者在讨论串联型多电平结构时，对串联单元间隔离和均流控制的创新性提议，这些都是教科书上鲜少提及的实际操作难点。这本书的排版和图示设计也十分考究，复杂的电路图和数学公式都能被清晰地组织起来，阅读体验远超预期。

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这本书读完后，我感觉自己对大功率变换器的理解上升到了一个新的维度，不再是停留在单一模块的优化，而是上升到了整个系统集成和长期可靠性的考量。它非常强调“工程优化”，而不是纯粹的理论推导。例如，在讨论开关损耗建模时，书中引入了大量的半导体器件的非线性模型，这使得计算结果更贴近真实世界的运行状况，避免了理想化假设带来的误差。对我这种需要进行产品迭代升级的研发人员来说，这种基于真实物理特性的建模能力是极其宝贵的。书中对高压应用场景下，电磁干扰（EMI）的抑制方法也有独到的见解，特别是对屏蔽和布局的规范化建议，直接指导我优化了下一代产品的PCB设计。如果说有什么可以改进的地方，那就是希望作者能在下一版中增加一些关于最新一代宽禁带半导体在超高频应用中的详细案例分析，这样能让内容更具前瞻性。

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翻开这本书，我首先感受到的是一种扑面而来的“厚重感”，这种厚重并非指页数多，而是指其内容的深度和广度。它并没有像许多入门书籍那样，仅仅停留在对基本开关器件特性的罗列上，而是直接切入了高性能电力电子系统的核心——如何高效、可靠地处理高功率密度。作者在分析不同拓扑的共模抑制能力时，所采用的对照分析方法极具说服力。特别是关于中性点钳位（NPC）和飞跨点（FPC）结构在应对不同负载特性时的动态响应比较，分析得极其透彻，每一个波形图和参数变化都似乎在无声地诉说着设计者的心血。这本书的价值在于，它教会你如何“思考”系统，而不是简单地“实现”电路。举个例子，书中关于直流电压支撑的冗余设计策略，那种对故障穿越和自恢复能力的描述，完全是面向工业级应用最高标准的要求。对于正在进行电力电子前沿研究的工程师而言，这本书提供的理论框架和实验验证数据，无疑是宝贵的参考资料。

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这本关于**大容量多电平变换器**的书，读起来就像是深入一座技术迷宫的探险，充满了严谨的数学推导和对实际工程挑战的深刻洞察。它不仅仅是一本教科书，更像是一份详尽的实战手册。作者在介绍拓扑结构时，那种对不同调制策略的优劣势的权衡分析，简直令人拍案叫绝。我尤其欣赏它对高频开关对谐波抑制的细致探讨，这部分内容对于设计大功率系统，尤其是在电网侧的并网应用中，是至关重要的。书中对IGBT或SiC器件的电流和热管理部分的论述，显示出作者深厚的工程经验，而非纸上谈兵。当你面对实际的散热瓶颈时，这本书提供的建模和仿真方法，能让你迅速定位问题的核心。我用了其中关于级联H桥变换器的非对称电压平衡控制算法，效果立竿见影，系统的稳定性得到了极大的提升。唯一的不足可能是，对于初学者来说，前几章的电路理论基础要求较高，建议读者提前复习一下电力电子学的基础知识，否则可能会感觉有些吃力，但一旦跨过这个门槛，接下来的收获将是巨大的。

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这本书的学术严谨性毋庸置疑，但它最难能可贵的一点是，它成功地架起了理论与工业实践之间那道看似难以逾越的鸿沟。作者在讲解如何选择最优电容值以满足特定的电压纹波要求时，给出的公式推导过程，不仅数学上无懈可击，而且每一步的物理意义都解释得非常到位，让人明白“为什么是这个公式”。我特别喜欢它对几种主流多电平拓扑的“生命周期成本”分析，这超越了单纯的技术性能比较，直接触及了商业决策的核心。这种将经济性、可靠性和技术指标融为一体的分析视角，是很多纯粹的学术著作所缺乏的。阅读过程中，我多次停下来，对照我目前正在做的项目参数进行套用和验证，发现书中的指导原则几乎都能完美适配。这本书无疑是电力电子领域，尤其是高压变频技术方向的工程师和研究生们，案头必备的“工具箱”和“思想库”。

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