功率電子學(xué)原理及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

《功率電子學(xué)原理及其應(yīng)用》用圖和表幫助讀者理解功率電子學(xué)的基本概念、電路拓撲及其工作原理，采用PSIM軟件仿真功率電子電路波形，針對電動汽車，闡述汽車控制的功率電子電路結(jié)構(gòu)和工作原理。主要內(nèi)容包括功率電子學(xué)基本概念、器件工作原理、整流技術(shù)、直流轉(zhuǎn)換技術(shù)、逆變技術(shù)和功率電子技術(shù)在電動汽車中的應(yīng)用。
《功率電子學(xué)原理及其應(yīng)用》可作為普通高校電氣工程、機械工程（車輛工程）及相關(guān)專業(yè)的本科生與研究生教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

緒論
習題
第1章 基本概念
 1.1 電路的波形及其參數(shù)
 1.1.1 參數(shù)
 1.1.2 直流
 1.1.3 正弦波
 1.1.4 矩形波
 1.1.5 三角波
 1.1.6 諧波
 1.2 半導(dǎo)體基礎(chǔ)
 1.2.1 N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體
 1.2.2 PN結(jié)
 1.2.3 二極管
 1.3 理想開關(guān)的開關(guān)過程
 1.3.1 理想開關(guān)
 1.3.2 電感負載的理想開關(guān)過程
 1.3.3 電容負載的理想開關(guān)過程
 1.4 續(xù)流和換流
 1.4.1 功率二極管的續(xù)流
 1.4.2 功率半導(dǎo)體器件的換流
 1.5 硬開關(guān)的開關(guān)過程
 1.5.1 硬開關(guān)
 1.5.2 硬開關(guān)的開通過程
 1.5.3 硬開關(guān)的關(guān)斷過程
 1.6 軟開關(guān)的開關(guān)過程
 1.6.1 軟開關(guān)
 1.6.2 零電流開關(guān)（ZCS）的開關(guān)過程
 1.6.3 零電壓開關(guān)（ZVS）的開關(guān)過程
 1.7 脈沖寬度調(diào)制（PWM）原理
 1.7.1 PWM信號的類型
 1.7.2 PWM信號的占空比
 1.7.3 PWM數(shù)字信號的發(fā)生
 1.7.4 直流PWM斬波
 1.7.5 正弦波PWM（SPWM）發(fā)生原理
 1.8 直流開關(guān)
 1.8.1 低端開關(guān)
 1.8.2 高端開關(guān)
 1.9 電路的狀態(tài)平均
 1.9.1 狀態(tài)平均
 1.9.2 狀態(tài)平均的歐姆定律
 1.9.3 狀態(tài)平均的電感和電容特性
 1.9.4 狀態(tài)平均的基爾霍夫定律
 習題1
第2章 器件工作原理
 2.1 功率二極管
 2.1.1 結(jié)構(gòu)
 2.1.2 動態(tài)特性
 2.1.3 功率二極管的模型
 2.1.4 功率二極管的主要參數(shù)
 2.2 雙極結(jié)型功率晶體管
 2.2.1 功率晶體管的結(jié)構(gòu)
 2.2.2 雙極結(jié)型晶體管的基本工作原理
 2.2.3 功率晶體管的工作區(qū)
 2.2.4 功率晶體管的擊穿與安全工作區(qū)
 2.3 晶閘管
 2.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)
 2.3.2 晶閘管的工作原理
 2.3.3 晶閘管的靜態(tài)特性
 2.3.4 晶閘管的動態(tài)特性
 2.3.5 晶閘管的參數(shù)
 2.4 功率金屬氧化物場效應(yīng)管
 2.4.1 MOS電容的工作原理
 2.4.2 MOSFET的結(jié)構(gòu)與類型
 2.4.3 MOSFET的壓控原理
 2.4.4 MOSFET的漏極、源極輸出特性
 2.4.5 MOSFET的溝道夾斷和轉(zhuǎn)移特性
 2.4.6 功率MOSFET的結(jié)構(gòu)
 2.4.7 功率MOSFET的通態(tài)電阻
 2.4.8 功率MOSFET的寄生器件
 2.4.9 功率MOSFET的等效電路
 2.4.10 功率MOSFET的開關(guān)特性
 2.4.11 功率MOSFET的安全工作區(qū)
 2.4.12 功率MOSFET的主要參數(shù)
 2.5 絕緣柵雙極晶體管
 2.5.1 IGBT的結(jié)構(gòu)和類型
 2.5.2 IGBT的基本工作原理
 2.5.3 IGBT的輸出特性
 2.5.4 IGBT的寄生器件
 2.5.5 IGBT的擎住效應(yīng)
 2.5.6 IGBT的開關(guān)特性
 2.5.7 IGBT的安全工作區(qū)
 2.5.8 IGBT的主要技術(shù)指標
 習題2
第3章 整流技術(shù)
 3.1 不控整流電路
 3.1.1 單相橋式二極管整流器電路
 3.1.2 三相橋式二極管整流器電路
 3.2 直流濾波電路
 3.2.1 容性輸入直流濾波器
 3.2.2 感性輸入直流濾波器
 3.3 相控整流電路
 3.3.1 單相橋式晶閘管半控整流電路
 3.3.2 單相橋式晶閘管全控整流電路
 3.3.3 三相橋式晶閘管全控整流電路
 習題3
第4章 直流轉(zhuǎn)換技術(shù)
 4.1 DC/DC降壓電路
 4.1.1 電路結(jié)構(gòu)
 4.1.2 工作原理
 4.1.3 CCM電路的輸出電壓
 4.1.4 CCM和DCM的邊界
 4.1.5 DCM電路的輸出電壓
 4.1.6 輸出電壓的紋波
 4.1.7 狀態(tài)平均模型
 4.1.8 計算與仿真分析
 4.2 DC/DC升壓電路
 4.2.1 電路結(jié)構(gòu)
 4.2.2 工作原理
 4.2.3 CCM電路的輸出電壓
 4.2.4 CCM和DCM的邊界
 4.2.5 DCM電路的輸出電壓
 4.2.6 輸出電壓的紋波
 4.2.7 狀態(tài)平均模型
 4.2.8 計算與仿真分析
 4.3 DC/DC升/降壓電路
 4.3.1 電路結(jié)構(gòu)
 4.3.2 工作原理
 4.3.3 CCM和DCM的邊界
 4.3.4 Cuk轉(zhuǎn)換電路
 4.4 DC/DC組合電路
 4.4.1 半橋DC/DC電路
 4.4.2 全橋DC/DC電路（Full-bridge DC/DC
Converter）
 4.4.3 DC/DC的多相多重電路（Parallel DC/DC
Converter）
 4.5 DC/DC隔離電路
 4.5.1 單端正激式轉(zhuǎn)換器
 4.5.2 推挽式轉(zhuǎn)換器
 4.5.3 單端反激式轉(zhuǎn)換器（Flyback轉(zhuǎn)換器）
 4.5.4 半橋式轉(zhuǎn)換器
 4.5.5 全橋式轉(zhuǎn)換器
 4.6 同步整流
 4.6.1 整流電路
 4.6.2 同步整流
 習題4
第5章 逆變技術(shù)
 5.1 單相電壓源逆變器
 5.1.1 中心抽頭變壓器式單相電壓源逆變器
 5.1.2 半橋式單相電壓源逆變器
 5.1.3 全橋式單相電壓源逆變器
 5.1.4 全橋式單相電壓源逆變器的脈寬調(diào)制技術(shù)
 5.2 三相電壓源逆變器
 5.2.1 三相電壓源逆變器的電路工作原理
 5.2.2 三相SPWM技術(shù)
 5.2.3 三相電壓空間矢量PWM技術(shù)
 習題5
第6章 功率電子技術(shù)在電動汽車中的應(yīng)用
 6.1 汽車電源系統(tǒng)
 6.1.1 交流發(fā)電機及其整流器
 6.1.2 電壓調(diào)節(jié)電路
 6.1.3 42V汽車電源系統(tǒng)
 6.2 電動助力轉(zhuǎn)向
 6.2.1 結(jié)構(gòu)與原理
 6.2.2 助力電動機的工作模式
 6.2.3 系統(tǒng)匹配
 6.3 電動空調(diào)
 6.3.1 結(jié)構(gòu)與原理
 6.3.2 電動壓縮機控制
 6.4 再生協(xié)調(diào)制動器
 6.5 驅(qū)動電動機及其控制器
 6.5.1 電動汽車驅(qū)動技術(shù)要求
 6.5.2 電動機驅(qū)動裝置電路結(jié)構(gòu)
 6.5.3 感應(yīng)電動機驅(qū)動系統(tǒng)
 6.5.4 永磁無刷電動機驅(qū)動裝置
 6.6 直流功率轉(zhuǎn)換器
 6.6.1 驅(qū)動控制中的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器
 6.6.2 高、低壓轉(zhuǎn)換中的隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器
 6.6.3 鋰電池組單體均衡的DC/DC轉(zhuǎn)換器
 習題6
 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　PN結(jié)的反向偏置是指在一個平衡的PN結(jié)的P區(qū)連接一個外部直流電源的負極，N區(qū)連接電源的正極，它的電學(xué)特性如下?！　輭緟^(qū)變寬：外電場增強PN結(jié)的內(nèi)電場，它的空間電荷數(shù)量增多同時勢壘區(qū)變寬。　　漂移運動增強：勢壘區(qū)變寬，促進少子的漂移運動，阻礙多子的擴散運動?！　∑齐娏鳎篜N結(jié)的反向飽和電流表現(xiàn)為P區(qū)和N區(qū)少子的漂移運動而形成的電流。　　少子抽?。涸谕怆妶龅淖饔孟?，載流子的漂移運動大于擴散運動，電子從P區(qū)漂移到N區(qū)，電源的空穴進入N區(qū)復(fù)合N區(qū)的電子；空穴從N區(qū)漂移到P區(qū)，電源的電子進入P區(qū)復(fù)合相應(yīng)的空穴。載流子的濃度從電源與半導(dǎo)體的接觸面向PN結(jié)的邊界趨向0，即空間電荷區(qū)的少子趨向電源與半導(dǎo)體的接觸面，這就是PN結(jié)反向偏置的少子抽取作用?！　　?/pre>








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