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“國際電氣工程先進技術譯叢”是機械工業齣版社集中優勢資源精心打造的中高端産品,所有圖書都是精選的國外優秀電氣工程著作,主要針對新能源、智能電網、電力電子、自動控製及新能源汽車等電氣工程熱點領域。這些圖書都是由經驗豐富的業內人士編著,並由國內知名專傢翻譯,具有很高的實用性。
“國際電氣工程先進技術譯叢”的齣版目的主要是為廣大國內讀者提供一個展示國外先進技術成果的窗口,使國內讀者有一個可以更好地瞭解國外技術的平颱。“國際電氣工程先進技術譯叢”可供電氣工程及相關專業工程技術人員、科研人員及大專院校相關專業師生參考。
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內容簡介
《國際電氣工程先進技術譯叢:現代電力電子學中的瞬態分析》介紹瞭關於電力電子係統中瞬態過程的新研究成果。分析瞭對係統瞬態過程産生影響的宏觀因素和微觀因素及其作用機製,以及功率半導體器件與功率集成電路的各種特性對係統瞬態過程的影響。著重介紹瞭電動車和混閤動力電動車係統、可再生能源係統以及電池管理係統中的瞬態過程,並對死區效應、小脈寬、計算誤差等電力電子係統設計中的重要瞬時因素進行瞭研究。對電力電子技術未來的發展趨勢進行瞭展望。
內頁插圖
目錄
作者簡介
前言
第1章電力電子器件、電路、拓撲及控製
1.1電力電子學
1.2功率器件技術的發展
1.3電力電子電路拓撲
1.3.1開關過程
1.3.2基本開關單元
1.3.3電力電子學中的電路拓撲
1.4脈寬調製
1.5典型電力電子變換器及其應用
1.6電力電子學中的瞬態過程及本書結構
參考文獻
第2章電力電子係統中的宏觀和微觀因素
2.1引言
2.2微電子技術與電力電子技術
2.2.1瞭解半導體物理學
2.2.2評述半導體器件
2.3短時瞬態過程研究的最新進展
2.3.1脈衝的定義
2.3.2脈衝能量與脈衝功率
2.4典型的影響因素與瞬態過程
2.4.1失效機製
2.4.2主電路的各個部分
2.4.3相互影響的控製模塊與功率係統
2.5短時瞬態過程的研究方法
2.6小結
參考文獻
第3章功率半導體器件、功率集成電路及其短時瞬態分析
3.1半導體器件的主要特點
3.2半導體器件建模方法
3.2.1二極管混閤模型
3.3IGBT
3.4IGCT
3.5碳化矽結型場效應晶體管
3.6係統級SOA(安全工作區)
3.6.1實例1:三電平DC-AC逆變器的係統級SOA
3.6.2實例2:雙嚮DC-DC變換器的係統級SOA
3.6.3實例3:EV電池充電器的係統級SOA
3.7軟開關控製及其在大功率變換器中的應用
3.7.1實例4:雙移相控製中的ZCS
3.7.2實例5:EV充電器中的軟開關與硬開關控製
參考文獻
第4章電力電子學在電動車與混閤動力電動車中的應用
4.1電動車與混閤動力電動車簡介
4.2HEV的結構與控製
4.3HEV中的電力電子技術
4.3.1HEV中的整流器
4.3.2HEV用Buck變換器
4.3.3非隔離型雙嚮DC-DC變換器
4.3.4交流異步電動機控製
4.4EV和PHEV中的電池充電器
4.4.1單嚮充電器
4.4.2感應充電器
4.4.3無綫充電器
4.4.4PHEV電池充電器的優化
4.4.5雙嚮充電器及其控製
參考文獻
第5章電力電子學在替代能源和先進電力係統中的應用
5.1典型替代能源係統
5.2替代能源係統中的瞬態過程
5.2.1動態過程1:太陽能發電係統的MPPT控製
5.2.2並網係統的動態過程
5.2.3風力發電係統
5.3電力電子技術、替代能源和未來的微網係統
5.4多能源係統中的動態過程
5.5替代能源係統的分析方法與控製特點
5.6電力電子技術在先進電力係統中的應用
5.6.1靜止無功補償器和靜止同步補償器
5.6.2超導磁儲能係統
參考文獻
第6章電力電子學在電池管理係統中的應用
6.1電力電子學在可充電電池係統中的應用
6.2電池充電管理
6.2.1脈衝充電
6.2.2反射式快速充電
6.2.3變電流間歇充電
6.2.4變電壓間歇充電
6.2.5先進間歇充電
6.2.6實用充電方案
6.3電池單元均衡
6.3.1為電池組增加均衡充電階段
6.3.2分流法——耗散均衡法
6.3.3電抗器切換法
6.3.4飛跨電容法
6.3.5感性(多繞組變壓器)平衡法
6.3.6專用集成電路充電平衡法
6.3.7DC-DC變換器平衡法
6.4電池電力電子係統中的SOA
6.4.1考慮電池阻抗和溫度,改善係統級SOA
6.4.2不同溫度下與其他元件的相互作用
參考文獻
第7章死區效應與最小脈寬
7.1DC-AC逆變器中的死區效應
7.1.1死區效應
7.2DC-DC變換器中的死區效應
7.2.1移相式雙重有源橋式雙嚮DC-DC變換器
7.2.2DAB雙嚮DC-DC變換器中的死區效應
7.3死區補償控製策略
7.4最小脈寬
7.4.1MPW的設定
7.5小結
參考文獻
第8章電力電子係統中的調製誤差
8.1信息流與功率流之間的調製誤差
8.2功率半導體器件在開關過程中的調製誤差
8.2.1串聯半導體開關的電壓平衡電路
8.2.2伴隨發生的短時瞬態過程
8.3DC-AC逆變器中的調製誤差
8.4DC-DC變換器中的調製誤差
8.5小結
參考文獻
第9章電力電子技術未來發展趨勢
9.1新材料與新器件
9.2電路拓撲、係統及應用
9.3無源元件
9.4電力電子封裝技術
9.5電力載波通信
9.6未來電力電子係統中的瞬態過程
參考文獻
前言/序言
近年來,電力電子技術飛速發展,在可再生能源、交通、國防、通信、製造、傢電等領域得到越來越廣泛的應用。本書著重對電力電子係統中的瞬態過程進行瞭分析,這是由於作者在多年的研究工作中逐漸意識到電力電子技術的發展其根源在於半導體技術的發展,新一代電力電子係統的研發總是伴隨著新一代半導體器件的誕生。不僅要關心宏觀性能,還要給予微觀的半導體物理機製以足夠的重視。半導體器件的開關動作所引發的瞬態過程常常危及電力電子係統整體的安全運行,這也是睏擾我國電力電子專業領域工作者的一個越來越突齣的問題。
為此,作者在書中對一些電力電子係統中常見的瞬態過程從器件級和係統級兩個角度進行瞭分析;著重介紹瞭相關的最新科研成果,包括電動車和混閤動力電動車係統中的瞬態過程、可再生能源係統中的瞬態過程以及電池管理係統中的瞬態過程,並對死區效應、最小脈寬、計算誤差等電力電子係統設計中的重要瞬時因素進行瞭研究。本書對電力電子係統中瞬態過程的研究有助於我國科技工作者更深入地瞭解國際上的研究現狀和最新發展,對我國相關領域的理論分析和技術創新起到積極的推動作用。
全書的翻譯工作由關曉菡副教授完成,校對工作由張曉強博士完成。在翻譯過程中得到瞭張衛平教授、張曉強博士、楊兵副教授等人的建議和幫助,在此錶示衷心的感謝。機械工業齣版社的編輯江婧婧為本書的翻譯齣版做瞭大量工作,在此一並錶示感謝。
由於譯者的水平有限,翻譯中難免有錯漏和不妥之處,懇請讀者指正。
2014年10月
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