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出版者:

作者:张兴编

出品人:

页数:355

译者:

出版时间:2011-2

价格:46.00元

装帧:

isbn号码:9787111313380

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图书标签:

♤
电力电子
电力电子技术
电力电子
电力变换
逆变器
整流器
开关电源
电力系统
控制工程
电子工程
高电压

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具体描述

《高等电力电子技术》是编者根据电力电子技术教学与科研经验，在学习、研究国内外教材及相关参考文献的基础上编写而成的，适用于“电力电子技术”课程的研究生教学，是对相关本科教材的深入与完善。《高等电力电子技术》以“电力电子技术”理论为基础，从电力电子系统研究与技术角度出发，深入浅出地讨论了电力电子器件、电力电子拓扑基础、开关变换器的建模、控制系统设计、空间矢量PWM技术、电力电子技术MATLAB仿真、软开关变换器、电力电子装置中的电磁器件与电磁兼容以及电力电子器件的热设计等内容，为电力电子功率变换系统的研究提供了理论基础。

《高等电力电子技术》可作为电气工程及自动化等专业和相关研究方向的研究生课程教材，同时也可作为本科生和从事电力电子技术及相关研究的工程技术人员的参考书。

好的，这是一份关于一本名为《现代集成电路设计与应用》的图书的详细简介，该书内容与《高等电力电子技术》无关： --- 图书名称：现代集成电路设计与应用图书简介第一部分：半导体器件基础与集成电路制造工艺本书全面深入地探讨了现代集成电路（IC）设计与制造的基石——半导体器件物理与先进制造工艺。我们从硅材料的晶体结构与能带理论入手，详细阐述了PN结的形成、特性及其在二极管和晶体管中的应用。重点剖析了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作原理，包括其亚阈值导通机制、短沟道效应以及体效应的影响。在制造工艺方面，本书系统介绍了当前主流的CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺流程，从晶圆制备、光刻、薄膜沉积与刻蚀到离子注入与金属互连技术。尤其深入探讨了深亚微米乃至纳米级别工艺节点下面临的挑战，如量子隧穿效应、工艺变异性控制和可靠性问题。此外，还涵盖了新型器件结构，如FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAAFET（全环绕栅极晶体管）的结构特点及其对电路性能的提升作用。第二部分：模拟集成电路设计原理与实践模拟IC设计是实现精确信号处理、传感接口和电源管理功能的核心。本部分聚焦于模拟电路的基本构建模块和系统级设计方法。首先，我们将详细讲解基本放大器结构，如共源、共射极、共基极配置的增益、带宽和输入输出阻抗分析。随后，深入研究差分放大器、运算放大器（Op-Amp）的设计优化，包括米勒补偿、相位裕度分析和失调电压（Offset Voltage）的抑制技术。关键的模拟子电路，如电压基准源、电流镜和有源负载，被逐一剖析其设计考量与噪声优化策略。一个重要章节专门用于高精度数据转换器（ADC和DAC）的设计，涵盖了SAR、流水线和Sigma-Delta架构的原理、关键性能指标（如INL/DNL、信噪比）的量化与实现。最后，本书提供了一系列实用的模拟IP设计案例，涵盖低噪声放大器（LNA）、混频器和锁相环（PLL）的基础架构。第三部分：数字集成电路设计自动化（EDA）与验证本部分着眼于现代复杂数字系统背后的设计流程与工具链。我们首先介绍了数字IC设计中的硬件描述语言（HDL），侧重于Verilog/SystemVerilog在系统级抽象和RTL级建模中的应用，强调了编码风格对综合结果和时序性能的影响。数字前端（Logic Synthesis）流程被详尽阐述，包括逻辑优化、技术映射和约束驱动的综合。读者将学习如何有效地定义时序约束（SDC文件），这是确保设计满足速度要求的基础。在布局规划与物理实现阶段，本书覆盖了从门级网表到GDSII流片的全部步骤。内容包括：功耗规划（静态与动态功耗）、时钟树综合（CTS）以解决时钟偏斜问题、标准单元的布局、布线拥塞分析以及设计规则检查（DRC）和版图后仿真（Post-Layout Simulation）。为了保证设计的正确性，验证环节至关重要。本书详细介绍了静态时序分析（STA）的原理、关键路径的识别与修复，以及形式验证方法（如等价性检查）。对于功能验证，则重点介绍了基于SystemVerilog的验证方法学（如UVM），包括测试平台搭建、覆盖率驱动的验证策略。第四部分：低功耗设计与系统级优化随着移动设备和物联网应用的普及，低功耗设计已成为IC设计不可或缺的一部分。本章系统地介绍了实现功耗降低的技术手段。在架构级，讨论了电源门控（Power Gating）和时钟门控（Clock Gating）的应用场景与实现细节。在晶体管级，重点分析了多阈值电压（Multi-Vt）技术、动态电压与频率调节（DVFS）的工作原理及其对系统性能-功耗平衡的影响。此外，本书探讨了如何通过软件/硬件协同设计来优化整体系统的能效。对于存储器设计，则涵盖了低功耗SRAM和DRAM单元的优化技术。最后，本书还触及了射频（RF）IC设计的基础概念，特别是低噪声放大器和功率放大器（PA）的设计考量，以及它们在系统级功耗预算中所扮演的角色。目标读者与适用性本书内容覆盖了从半导体物理到先进系统级验证的完整流程，适合于电子工程、微电子学、通信工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及在集成电路设计、验证和后端实现领域工作的工程师作为深入学习和参考的专业教材。 ---

作者简介

目录信息

目录
前言
第1章电力电子半导体器件1
1.1 电力电子器件发展概述1
1.1.1 功率二极管1
1.1.2 晶闸管3
1.1.3 电力晶体管4
1.2 功率MOSFET4
1.2.1 沟槽型MOSFET4
1.2.2 “超级结”结构5
1.2.3 COOLMOS6
1.3 绝缘栅双极型晶体管7
1.3.1 应用于IGBT的新器件制造技术8
1.3.2 穿通型IGBT9
1.3.3 非穿通型IGBT9
1.3.4 场终止型IGBT10
1.3.5 其他新型IGBT11
1.4 集成门极换向晶闸管的结构与工作原理11
1.4.1 IGCT的结构和特点11
1.4.2 IGCT的工作原理13
1.5 电力电子器件新材料14
1.5.1 碳化硅材料和碳化硅电力电子器件14
1.5.2 砷化镓器件18
1.5.3 金刚石电力电子器件18
1.6 电力电子集成技术18
1.6.1 集成技术的不同层次和形式19
1.6.2 电力电子集成发展面临的技术问题20
参考文献21
第2章电力电子拓扑基础23
2.1 开关变换器拓扑概述23
2.1.1 开关变换器的基本拓扑23
2.1.2 开关变换器拓扑的基本开关单元26
2.1.3 基本开关变换器的拓扑组合规则28
2.2 开关变换器拓扑的对偶法设计33
2.2.1 平面电路的对偶及其对偶规则33
2.2.2 开关变换器的对偶设计37
2.3 开关变换器拓扑的三端开关模型法设计45
2.3.1 基本DCDC开关变换器“三端开关”模型电路45
2.3.2 三端开关模型的软开关变换电路48
2.3.3 PWM软开关变换器模型电路53
2.4 开关变换器的拓扑叠加设计54
2.4.1 基本开关变换器级联叠加的基本规则55
2.4.2 基本开关变换器的级联叠加设计举例56
2.4.3 DC DC开关变换器级联叠加时的功率开关单元拓扑简化58
2.4.4 DC AC开关变换器基本单元的拓扑叠加设计62
参考文献67
第3章开关变换器的建模分析69
3.1 概述69
3.2 状态空间平均法70
3.2.1 状态空间的基本定义71
3.2.2 开关变换器的状态方程72
3.2.3 连续导通模式下的状态空间平均法77
3.2.4 不连续导通模式时的状态空间平均法78
3.3 PWM开关模型法83
3.3.1 PWM开关的基本定义83
3.3.2 PWM开关的端口特性84
3.3.3 PWM开关的等效电路模型85
3.3.4 开关变换器的PWM开关模型86
3.4 等效变压器法89
3.4.1 开关电路的等效变压器描述89
3.4.2 三相VSR等效变压器dq模型电路91
3.4.3 三相VSR动静态特性分析94
3.5 开关变换器离散平均模型104
3.5.1 离散化原理和建模分析105
3.5.2 开关变换器的离散平均模型106
参考文献110
第4章控制系统设计113
4.1 引言113
4.2 控制结构设计114
4.2.1 问题的提出114
4.2.2 基于LCL的VSR内环结构设计117
4.2.3 基于LC的VSI内环结构设计121
4.3 调节器结构设计124
4.3.1 问题提出125
4.3.2 同步坐标系下的调节器结构设计126
4.3.3 静止坐标系下的调节器结构设计132
4.3.4 不同坐标系下调节器结构比较134
4.4 控制系统调节器参数设计136
4.4.1 基于连续域的调节器参数设计137
4.4.2 基于离散域的调节器参数设计143
参考文献158
第5章空间矢量脉宽调制技术160
5.1 二维空间矢量脉宽调制技术160
5.1.1 三相VSR空间电压矢量分布163
5.1.2 空间电压矢量的合成164
5.2 三维空间矢量脉宽调制技术166
5.2.1 三维空间矢量概述167
5.2.2 三相四桥臂逆变器的静止电压矢量167
5.2.3 三维空间矢量轨迹合成169
5.3 三电平空间矢量PWM技术175
5.3.1 三电平空间矢量概述175
5.3.2 查表式SVPWM矢量发生177
5.3.3 基于参考电压分解的SVPWM简化算法182
5.4 三值逻辑空间矢量PWM技术189
5.4.1 三值逻辑PWM信号发生190
5.4.2 三值逻辑空间矢量PWM信号发生192
5.4.3 低电压应力三值逻辑PWM信号发生197
参考文献202
第6章电力电子技术MATLAB仿真204
6.1 概述204
6.1.1 电力电子系统的仿真204
6.1.2 电力电子技术常用仿真软件205
6.2 Simulink仿真技术与模型库207
6.2.1 Simulink仿真环境208
6.2.2 Simulink模型库简介222
6.2.3 PowerSystem模型库简介223
6.3 电力电子典型器件的MATLAB仿真224
6.3.1 电力二极管的仿真225
6.3.2 晶闸管的仿真227
6.3.3 门极可关断晶闸管的仿真230
6.3.4 绝缘栅双极型晶体管的仿真232
6.4 电力电子典型电路的MATLAB仿真235
6.4.1 直流斩波电路的仿真235
6.4.2 三相逆变电路的仿真238
6.4.3 三相桥式整流电路的仿真242
6.4.4 交流调压电路的仿真246
6.5 电力电子典型系统的仿真247
6.5.1 引言247
6.5.2 直流斩波电路控制系统的仿真248
6.5.3 三相逆变电路控制系统的仿真251
参考文献260
第7章软开关变换器261
7.1 概述261
7.1.1 功率器件的开关过程262
7.1.2 软开关的分类及特征262
7.2 零转换PWM变换器266
7.2.1 基本的零电压转换PWM变换器266
7.2.2 改进的零电压转换PWM变换器267
7.2.3 基本的零电流转换PWM变换器269
7.2.4 改进的零电流转换PWM变换器271
7.2.5 零转换PWM变换器的应用273
7.3 移相控制ZVSPWM全桥变换器276
7.3.1 移相控制ZVSPWM全桥变换器工作原理276
7.3.2 移相控制ZVSPWM全桥变换器软开关实现条件278
7.3.3 移相控制ZVSPWM全桥变换器的占空比丢失279
7.3.4 移相控制ZVSPWM全桥变换器的优缺点分析280
7.4 移相控制ZVZCSPWM全桥变换器280
7.4.1 变压器一次侧加饱和电感和隔直电容的ZVZCS变换器281
7.4.2 二次侧有源钳位ZVZCS全桥变换器285
7.4.3 其他典型ZVZCS全桥变换器289
参考文献295
第8章电力电子装置中的电磁器件与电磁兼容性297
8.1 概述297
8.2 电磁器件的特点和基本概念298
8.2.1 磁性材料的特性298
8.2.2 磁性材料的工作状态299
8.2.3 几种常用磁性材料299
8.2.4 电力电子装置中的常用电磁器件300
8.3 电磁器件的设计304
8.3.1 变压器设计304
8.3.2 电抗器设计306
8.3.3 高频电磁器件的设计举例308
8.4 磁性器件的测试311
8.4.1 变压比测量311
8.4.2 极性测试312
8.4.3 输入阻抗测试312
8.4.4 电感与漏感测试313
8.4.5 变压器绝缘电阻和抗电强度测试317
8.4.6 温升测试方法317
8.5 电力电子装置中的电磁兼容问题318
8.5.1 电力电子技术中电磁干扰问题318
8.5.2 电力电子技术中电磁干扰与电磁兼容标准319
8.5.3 电力电子装置中的电磁干扰源320
8.5.4 电力电子技术中的电磁兼容设计325
参考文献334
第9章电力电子器件的热设计336
9.1 稳态热阻与瞬态热阻336
9.1.1 稳态热阻336
9.1.2 瞬态热阻339
9.2 耗散功率与结温340
9.2.1 开关器件的功率损耗340
9.2.2 VVVF变频器中功率器件耗散功率的分析343
9.2.3 结温344
9.3 散热器常用的冷却方式及特点346
参考文献351
附录352
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

最近阅读了这本《高等电力电子技术》，感觉就像是在探索一个充满无限可能的科学殿堂。书中对于电力系统稳定性的研究，特别是如何利用电力电子装置来补偿电网扰动，给我留下了深刻印象。我一直好奇，在风电、光伏等间歇性电源大规模接入电网的情况下，如何保证电网的平稳运行？这本书提供了不少思路，例如文中提到的基于模糊逻辑和神经网络的控制策略，能够根据电网的实时状态做出快速响应，有效抑制电压和频率的波动。我尤其关注书中关于微电网控制的部分，在分布式能源日益普及的今天，如何实现微电网的独立运行和与主电网的平滑切换，是亟待解决的难题。这本书在这方面的内容非常扎实，从孤岛运行模式下的电压电流控制，到并网模式下的功率共享和协调，都做了详细的分析。而且，书中还介绍了一些先进的通信技术在电力电子系统中的应用，比如利用5G网络实现对分布式发电单元的实时监测和远程控制，这让我看到了未来智能电网的雏形。这本书的深度和广度都令人赞叹，让我对电力系统的未来充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我久久不能忘怀的书籍。我一直对电力电子技术在航空航天领域的应用充满好奇，比如飞机电源系统的设计，以及如何在高海拔、高温、低温等极端环境下保证电力电子器件的可靠运行。这本书恰好满足了我的这一需求。书中对于新型功率器件在航空电源中的应用做了非常细致的介绍，特别是高可靠性、耐高温的半导体材料的应用前景，让我对航空电子技术的未来发展有了更深刻的理解。我印象最深的是关于电源的电磁兼容性（EMC）设计部分，在要求极高的航空领域，EMC是至关重要的。书中详细阐述了 EMC 的产生机理、测试方法以及抑制措施，并结合了实际案例进行了分析。这让我明白，一个看似简单的电源模块，背后蕴含着多少严谨的设计和大量的测试工作。此外，书中还触及了部分关于空间应用中辐射效应以及抗辐射加固技术的内容，虽然篇幅不多，但足以勾勒出这一领域的技术挑战和发展方向。这本书无疑为我打开了一个新的视野，让我对电力电子技术在更广阔领域的应用有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在翻开这本书之前，我对“高等电力电子技术”这个概念有些畏惧，总觉得会充斥着晦涩难懂的数学公式和抽象的理论。然而，这本书却彻底颠覆了我的看法。它的叙事方式非常引人入胜，作者似乎是一位经验丰富的工程师，用一种非常接地气的方式向读者传达着深奥的知识。我特别喜欢书中对不同电力电子拓扑结构（如反激、正激、桥式变换器等）进行比较分析的部分，作者并没有仅仅列出它们的优缺点，而是深入剖析了它们各自的适用场景和设计考量，就像是在指导我们如何“量体裁衣”地选择最合适的电路方案。书中对一些关键技术，比如软开关技术、同步整流技术等，都有非常详细的讲解，而且配有大量的仿真结果和实验波形图，这让我能够更直观地理解这些技术如何提高效率、降低损耗。更难得的是，书中还探讨了部分关于智能控制在电力电子系统中的应用，例如如何利用自适应控制来优化功率变换器的性能，这让我看到了技术融合的巨大潜力。总而言之，这本书不仅知识丰富，而且阅读体验极佳，让我在享受学习乐趣的同时，也获得了实实在在的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让人大开眼界！虽然书名听起来有些学术，但实际阅读起来却充满了惊喜。我一直对电力电子技术在新能源领域的应用很感兴趣，比如电动汽车的充电系统、智能电网的储能单元等等。这本书恰好深入浅出地讲解了这些核心技术，从原理到实际应用，都进行了详尽的阐述。作者在讲解功率变换器拓扑结构时，不仅给出了严谨的数学推导，还结合了大量的仿真和实验数据，这对于我理解复杂电路的工作过程非常有帮助。特别是关于高频开关技术的部分，我一直觉得掌握起来比较困难，但这本书通过生动的图示和清晰的逻辑，将开关损耗、电磁干扰等问题一一剖析，让我豁然开朗。此外，书中对新兴的宽禁带半导体器件，如SiC和GaN，在电力电子系统中的应用潜力也做了深入探讨，这让我对未来的技术发展趋势有了更清晰的认识。总的来说，这本书不仅是一本技术指南，更像是一次系统性的理论和实践的升华，让我受益匪浅，强烈推荐给所有对电力电子技术有热情的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验可以说是“挑战与乐趣并存”。我一直认为电力电子学是一个非常注重实践的学科，而这本书在理论深度之余，也没有忽略工程实际中的细节。例如，在讲解高功率密度DC-DC变换器设计时，书中不仅给出了设计公式，还详细分析了元器件选型、散热设计、电磁兼容性等关键问题。我之前也接触过一些电力电子方面的书籍，但很少有像这本书这样，能够把理论知识与实际工程经验如此紧密地结合在一起。书中提供的多个实际工程案例分析，比如大型工业驱动系统的设计，让我直观地看到了理论在解决实际问题中的应用。作者在描述这些案例时，并没有回避其中的困难和挑战，反而深入剖析了问题的根源，并给出了创新性的解决方案。这对于我这样一个正在从事相关领域工作的工程师来说，无疑是一笔宝贵的财富。即使是书中一些相对基础的概念，作者也往往能从一个更宏观、更前沿的视角来重新解读，让我对熟悉的领域有了新的认识。

评分☆☆☆☆☆