电力电子变换器实用分析与设计

本书针对电力电子变换器设计的实际问题，介绍了电力电子变换器的一般设计流程、典型功能电路原理与主要元器件特性，阐述了电力电子变换器中理想情况与实际情况的差异及非理想因素产生的影响：然后介绍了印制电路板的一般设计流程与方法，阐述了电力电子变换器优化设计的一般方法及典型实例；最后介绍了电力电子变换器的一般调试与排故方法及典型案例分析。本书可作为高等学校电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程专业的高年级本科生和研究生教材，也可供参加大学生科创训练或相关电子竞赛的教师和学生作为参考书籍。

第1章电力电子变换器的一般设计流程
1.1电力电子变换器的一般设计流程
1.2电力电子变换器的技术指标和分析
1.2.1电力电子变换器的技术指标
1.2.2技术指标分析
1.3总体方案论证
1.4具体电路设计
1.5电路仿真
1.6电磁兼容设计
1.6.1电磁兼容概念
1.6.2常用的抑制电磁干扰的措施
1.6.3电磁兼容测试
1.7PCB及结构设计
1.8建立试验平台
1.9前期调试
1.10优化设计
1.11后期整机调试
1.12生产准备
1.13小结
思考题和习题
第2章电力电子变换器的功能电路、元器件与理想原理分析
2.1电力电子变换器的功能电路
2.1.1不隔离式DC/DC变换器
2.1.2隔离式DC/DC变换器
2.2电力电子变换器的典型元器件
2.2.1主功率电路的元器件
2.2.2控制芯片
2.2.3常用逻辑芯片
2.2.4电流检测元件
2.2.5温度检测元件
2.3电力电子变换器的稳态原理分析
2.3.1电感和电容的理想特性分析
2.3.2功率电路稳态原理分析
2.3.3稳态闭环分析
2.4小结
思考题和习题
第3章电力电子变换器中的实际问题
3.1实验波形与理想原理分析不同所引发的思考
3.1.1驱动电路典型波形
3.1.2双脉冲测试电路中功率开关管典型开关特性波形
3.1.3反激变换器典型波形
3.2理想与实际的差异
3.2.1理想与实际功率器件的差异
3.2.2理想与实际电抗元件的差异
3.2.3理想与实际PCB的差异
3.2.4理想与实际功率电路的差异
3.2.5理想与实际的差异分析
3.3损耗与散热
3.3.1电力电子变换器损耗的组成
3.3.2电力电子变换器中常用元器件的损耗模型分析
3.3.3散热的必要性
3.3.4常用散热方法
3.3.5功率器件的散热和安装方法
3.4应力降额
3.4.1应力系数、设计裕量及安全裕量之间的关系
3.4.2工作环境
3.4.3典型元器件的额定值和应力系数
3.4.4机械应力
3.5电磁干扰
3.5.1EMC设计方法
3.5.2电磁干扰形成的三要素
3.5.3电磁干扰源的特性
3.5.4电磁干扰传播特性
3.5.5EMC设计要点
3.6可靠性与寿命
3.6.1平均无故障时间
3.6.2保修成本
3.6.3寿命期望和失效标准
3.6.4验证可靠性测试
3.6.5加速寿命试验
3.7小结
思考题和习题
第4章印制电路板的一般设计方法
4.1PCB简介及设计基础
4.1.1PCB及互连
4.1.2PCB设计基础
4.2PCB的一般设计流程与方法
4.3PCB设计规范
4.3.1PCB工程设计的基本原则
4.3.2PCB设计的工艺要求
4.3.3回路相关设计注意事项
4.3.4焊盘设计
4.3.5PCB标注要求
4.4PCB的热设计
4.4.1PCB热传导特性
4.4.2PCB敷铜准则
4.4.3热过孔及其设计注意点
4.4.4GaN器件散热实例
4.5小结
思考题和习题
第5章电力电子变换器的参数优化设计
5.1电力电子变换器参数的传统设计方法
5.1.1传统设计方法介绍
5.1.2传统设计方法的缺陷
5.2电力电子变换器参数的优化设计思想及过程
5.2.1优化设计思想
5.2.2优化设计过程
5.3电力电子变换器参数优化设计实例分析
5.3.1数学模型的建立
5.3.2数学模型的改进
5.3.3优化设计结果与分析
5.4小结
思考题和习题
第6章电力电子变换器的一般调试与排故方法
6.1电力电子变换器调试的基本问题
6.1.1调试的定义
6.1.2调试的分类
6.1.3调试的目的
6.1.4调试前应做的准备工作
6.1.5调试的一般要求
6.1.6调试的一般步骤
6.1.7常见故障及产生原因
6.1.8调试中所遇故障的一般检测方法
6.2典型电力电子变换器的调试过程
6.2.1反激变换器
6.2.2三相PMSM电机驱动
6.3典型电力电子变换器调试与排故实例分析
6.3.1GaN基桥臂双脉冲电路调试与排故实例分析
6.3.2三管Buck-Boost电路调试与排故分析
6.3.3交错并联Boost变换器调试与排故实例分析
6.4小结
思考题和习题
参考文献