双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵彪，宋强 著

图书标签:

• DC-DC变换器
• 全桥变换器
• 双主动
• 电力电子
• 开关电源
• 新能源
• 电机驱动
• 控制技术
• 理论分析
• 应用设计

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030528964

版次：1

商品编码：12114713

包装：平装

开本：32开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：228

正文语种：中文

内容简介

本书在概述DAB的产生背景和应用现状的基础上，系统的论述了DAB的基础理论及其应用技术，包括DAB的工作原理、控制方法、解析模型、运行特性、设计实现方法、衍生拓扑、在交直流输、配电系统的应用等。本书研究成果既具有较强的学术价值，又具有较强的工程实用价值，可为电力电子及其相关专业师生、工程技术人员提供学术和工程应用参考。

《新型拓扑与控制策略在DC-DC变换器中的创新实践》 本书深入探讨了现代DC-DC变换器技术的前沿进展，特别聚焦于那些能够显著提升效率、功率密度和系统可靠性的新型拓扑结构与先进控制策略。本书旨在为从事电力电子设备研发、系统设计与优化的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一套全面而深入的理论指导和实践参考。 第一部分：新型DC-DC变换器拓扑的理论基础与设计原理 本部分将对当前电力电子领域涌现出的具有颠覆性潜力的DC-DC变换器拓扑进行系统性的梳理与分析。我们将不仅仅停留在对现有经典拓扑（如Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, SEPIC, ZETA等）的复习，而是着重于分析它们在应对日益增长的高功率密度、高效率和宽输入电压范围等挑战时所表现出的局限性，并在此基础上引入和阐述一系列新型拓扑。 谐振软开关技术及其在新型拓扑中的应用： 谐振技术是实现零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的关键。我们将详细介绍不同类型的谐振电路（如LLC、LCC、HSL等）的设计原理、参数选择以及它们如何与DC-DC变换器拓扑相结合，以显著降低开关损耗，提升效率。本书将对比分析不同谐振方式的优缺点，以及它们对变换器性能和EMI表现的影响。 多阶段变换器与混合拓扑： 针对大功率和宽压比应用，多阶段变换器往往是必不可少的。我们将深入研究各种串联、并联或串并联混合的变换器结构，例如两级变换器（DC-AC-DC或DC-DC-DC）、多倍压变换器等。特别地，我们将着重分析这些拓扑如何通过合理分担电压和电流应力，从而实现更高的效率和功率密度。 基于新型器件的拓扑设计： 随着GaN（氮化镓）和SiC（碳化硅）等宽禁带半导体器件的快速发展，其高开关频率、低导通损耗和高耐压能力为DC-DC变换器带来了新的设计契机。本书将探讨如何根据新型器件的特性，设计更紧凑、更高效的变换器拓扑，包括采用更高开关频率的谐振变换器，以及利用GaN/SiC器件实现的高频低损耗硬开关变换器。 模块化与分布式变换器拓扑： 在分布式电源系统和高可靠性应用中，模块化和分布式变换器拓扑展现出独特的优势。我们将介绍如何通过并联、串联或分布式控制实现高功率模块化，以及分布式变换器在减少布线损耗、提高系统冗余度等方面的应用。 先进的功率集成与封装技术： 功率密度是衡量DC-DC变换器性能的重要指标。本书将探讨如何通过先进的功率集成技术，如三维堆叠、多芯片模组（MCM）以及新型封装材料，来减小变换器的体积和重量，同时保证良好的散热性能。 第二部分：先进控制策略在DC-DC变换器中的创新实践 除了拓扑结构，控制策略的优化对于DC-DC变换器的性能提升同样至关重要。本部分将聚焦于当前研究和应用中最具创新性和实用性的控制方法。 基于模型预测控制（MPC）的DC-DC变换器： MPC是一种先进的控制策略，它利用系统的模型来预测未来的系统行为，并据此优化控制信号。我们将详细介绍MPC在DC-DC变换器中的建模方法、预测算法以及约束处理，并重点分析其在提升瞬态响应、抑制纹波、优化效率以及实现多目标控制方面的优势。 自适应与鲁棒控制技术： 面对工作条件的变化（如负载变化、输入电压波动、器件参数漂移等），自适应和鲁棒控制能够保证变换器的稳定性和性能。本书将介绍不同类型的自适应控制器（如模糊自适应、神经网络自适应）和鲁棒控制器（如H∞控制），并分析它们在DC-DC变换器中的具体实现。 数字控制与混合信号控制： 随着数字处理能力的提升，数字控制已成为DC-DC变换器的主流。我们将深入探讨数字控制器的设计，包括采样、量化、数字滤波以及PWM生成等环节。此外，本书还将介绍混合信号控制，即将模拟和数字控制相结合，以充分发挥各自优势，实现更精细和高效的控制。 智能化与机器学习在控制中的应用： 机器学习，特别是深度学习，正逐渐被引入到DC-DC变换器控制领域。我们将探讨如何利用机器学习算法来实现故障诊断、性能优化、自学习参数调整等功能，从而使DC-DC变换器具备更强的自主性和适应性。 多变量耦合控制与解耦策略： 对于具有多个输入输出或复杂动态特性的DC-DC变换器，实现精确的多变量控制是一个挑战。本书将介绍耦合控制和解耦控制的设计技术，以实现对多个输出电压或电流的独立精确控制，或者实现对不同性能指标（如效率与响应速度）的权衡。 无传感器控制技术： 在一些对成本或可靠性要求极高的应用中，去除传感器能够简化系统设计并降低成本。本书将介绍无传感器控制在DC-DC变换器中的原理和实现方法，包括基于模型估计或利用特定拓扑特性的无传感器控制方案。 第三部分：DC-DC变换器在关键领域的应用拓展与集成挑战 本部分将聚焦于DC-DC变换器在当前热门技术领域中的具体应用，以及在集成化过程中面临的技术挑战。 电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）电源系统： 在电动汽车领域，DC-DC变换器扮演着核心角色，负责电池电压的升压或降压，为车载电器供电。本书将分析DC-DC变换器在EV/HEV系统中的设计要求，如高效率、高功率密度、宽输入输出电压范围、热管理以及EMC兼容性，并探讨先进拓扑和控制策略如何满足这些需求。 可再生能源发电系统（太阳能、风能）： 太阳能光伏阵列和风力发电机输出的电压往往是不稳定的，需要DC-DC变换器将其调整至稳定的直流电压。本书将重点介绍最大功率点跟踪（MPPT）技术在DC-DC变换器中的实现，以及针对不同类型可再生能源特性的优化设计。 数据中心与服务器电源： 高效率、高可靠性和功率密度的DC-DC变换器是数据中心和服务器电源的关键组成部分。本书将探讨如何在这些应用中实现多路输出、高功率密度以及优异的动态响应。 物联网（IoT）与低功耗设备： 针对物联网和低功耗设备，DC-DC变换器需要具备极低的静态功耗和高效的能量转换能力。本书将介绍超低功耗DC-DC变换器（如能量收集电源）的设计挑战和解决方案。 高压DC（HVDC）输电与柔性交流输电系统（FACTS）： 在高压直流输电和FACTS设备中，大功率DC-DC变换器作为关键的能量转换节点，对系统的稳定性和效率至关重要。本书将探讨高压大功率DC-DC变换器的设计挑战，包括绝缘、均压、散热以及可靠性保障。 集成化挑战与封装技术： 随着DC-DC变换器向更高集成度和更高功率密度的方向发展，系统集成和封装技术变得越来越重要。本书将分析功率模块化、三维集成、热管理以及EMC抑制等方面的挑战，并介绍相关的解决方案。 结论 本书通过深入剖析新型DC-DC变换器拓扑和先进控制策略，旨在为相关领域的从业者提供一个全面、系统且富有前瞻性的学习平台。我们相信，对这些前沿技术的掌握，将有力推动DC-DC变换器在各个领域的创新应用，并为未来电力电子技术的发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

阅读《双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术》的感受是，它在拓扑的原理推导和基础特性分析上做得还可以，但对于一些更复杂的应用场景和高级控制方法的探讨，则显得有些不足。比如，书中在讲解软开关时，主要集中于理想模型下的ZVS实现，而对于实际系统中可能出现的各种非理想因素，如寄生电感、电容、开关器件的非线性特性等，对ZVS实现的影响，以及如何通过调整控制参数来补偿这些影响，并没有给出详尽的分析。我特别关注的是，在实现高效率和高功率密度的同时，如何更精细地控制开关损耗和导通损耗，以及如何根据实际工作条件动态调整控制策略。书中给出的控制方法，更多是基于稳态分析，对于快速动态响应下的控制优化，例如瞬态过载下的电压稳定性和响应速度，探讨得不够深入。如果能加入一些关于先进控制技术，如模糊控制、模型预测控制等在双主动全桥变换器中的应用研究，或者更详细的动态性能分析和优化方法，这本书的学术价值和工程实用性都会大大提升。

评分☆☆☆☆☆

读了《双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术》这本书，我感觉它在对一些关键器件的选择和参数设计上，给出的指导比较笼统。例如，在讲解磁性元件的设计时，它提到了要考虑磁芯材料、损耗等因素，但对于如何根据具体的功率需求、工作频率以及温升要求，来精确计算磁芯的截面积、匝数，以及如何选择合适的绕组结构来降低漏感和趋肤效应，介绍得非常模糊。书中给出的公式也比较基础，没有包含太多针对高频大功率应用场景下的优化设计方法。我一直想深入了解的是，在电流密度很高的情况下，如何选择散热性能优异且成本合理的磁芯材料，以及如何通过合理的绕组设计来分散损耗，避免局部过热。这本书在这方面的信息量非常有限，很多时候需要读者自己去查阅其他资料或者依靠经验来判断。如果书中能提供一些典型的设计案例，并详细展示参数推导过程，哪怕是针对某一个具体的功率等级，都会对读者有极大的帮助。现有的内容更像是给初学者勾勒了一个大概轮廓，但对于有一定基础、希望进一步提升设计水平的工程师来说，会觉得意犹未尽。

评分☆☆☆☆☆

关于《双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术》，我注意到它在讲解EMI（电磁干扰）抑制方面，提供的策略似乎有些过时或过于简单。书中提到了基本的滤波电路设计，比如LC滤波器，以及一些屏蔽和接地措施，但对于现代高频开关电源中，EMI问题日益突出的现状，这些内容显得不够充分。我特别想知道的是，如何针对双主动全桥变换器特有的谐振回路和开关瞬变产生的宽频谱噪声，设计出更有效的EMI滤波器。书中关于寄生参数对EMI的影响，以及如何通过优化PCB布局、元器件选型来从源头抑制EMI，介绍得非常浅显。此外，对于如何进行EMI的测试和诊断，以及根据测试结果来改进设计，也没有给出具体的指导。在高功率密度的设计中，EMI是绕不开的难题，如果这本书能提供一些更高级的EMI抑制技术，比如差模/共模噪声的有效分离和抑制，或者利用仿真工具来预测和优化EMI性能，那将大大提升其应用价值。目前的内容，对于解决实际工程中的EMI问题，可能还不足以提供足够的理论支持和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

我手头这本《双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术》在阐述电路保护机制时，给我一种比较基础的感觉，没有深入挖掘双主动全桥拓扑特有的保护需求。书中简单提及了过压、过流保护，但对于如何在保证变换器正常工作的前提下，实现快速、准确且不误触发的保护，特别是针对桥臂直通、输出短路等典型故障情况，给出的设计思路比较笼统。例如，如何通过检测电流斜率、电压跌落等信息，来设计更灵敏的过流保护，或者如何设计能够快速切断能量流动的关断回路，来应对输出短路。书中对保护电路的集成度和可靠性方面，也讨论得不够深入。对于工业应用中，对保护的严苛要求，我希望这本书能提供更多关于保护电路的详细设计步骤、元器件选型建议，以及在不同故障模式下的仿真分析。目前的内容，更多是停留在理论概念层面，缺乏将这些保护措施具体落实到工程设计中的指导性。

评分☆☆☆☆☆

这本《双主动全桥DC-DC变换器的理论和应用技术》我大概翻阅了一下，发现它在介绍双全桥拓扑时，似乎缺少了对一些更细致的控制策略的深入探讨。比如说，在软开关方面，书本主要集中在零电压开关（ZVS）的实现，但对于如何在高负载或者低负载情况下，依然能够保持高效且稳定的ZVS，并有效抑制寄生电容带来的损耗，介绍得不够细致。我比较关注的是，在一些极端工作条件下，比如输入电压波动很大，或者输出负载变化极快时，该如何设计出能够动态响应并始终维持ZVS的控制算法。书中给出的案例更多是理想化条件下，缺乏在实际工业应用中，会遇到的各种复杂工况下的解决方案。此外，对于如何优化PWM控制信号的死区时间，以在保证不发生直通的情况下，最大限度地减小开关损耗，也没有看到特别深入的分析和优化方法。我希望这本书能提供一些更具体的数值计算指导，或者至少是工程经验分享，来帮助读者在实际设计中避开一些常见的陷阱。总体而言，理论基础部分尚可，但应用技术方面，特别是针对复杂工况下的优化设计，感觉还有较大的提升空间。