雙主動全橋DC-DC變換器的理論和應用技術 9787030528964 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙彪，宋強 著

圖書標籤:

• DC-DC變換器
• 全橋變換器
• 雙主動
• 電力電子
• 開關電源
• 理論分析
• 應用技術
• 電路設計
• 新能源
• 電力係統

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030528964

商品編碼：29624223285

包裝：平裝

齣版時間：2017-06-01

基本信息

書名:雙主動全橋DC-DC變換器的理論和應用技術

：88.00元

售價：64.2元,便宜23.8元,摺扣72

作者:趙彪,宋強

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-06-01

ISBN：9787030528964

字數：

頁碼：228

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書在概述DAB的産生背景和應用現狀的基礎上，係統的論述瞭DAB的基礎理論及其應用技術，包括DAB的工作原理、控製方法、解析模型、運行特性、設計實現方法、衍生拓撲、在交直流輸、配電係統的應用等。本書研究成果既具有較強的學術價值，又具有較強的工程實用價值，可為電力電子及其相關專業師生、工程技術人員提供學術和工程應用參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

新一代電力電子器件驅動的功率變換技術革新 在現代社會，電力電子技術扮演著至關重要的角色，支撐著從微電子設備到大規模能源係統的方方麵麵。隨著科技的飛速發展，對能量轉換效率、功率密度、電磁兼容性以及可靠性的要求日益嚴苛，這促使著功率變換技術的不斷演進。特彆是直流-直流（DC-DC）變換器，作為連接不同直流電壓等級的關鍵節點，其性能的提升直接關係到整個電力電子係統的效能。 近年來，隨著寬禁帶半導體材料（如SiC、GaN）的成熟與應用，高開關頻率、高耐壓、低損耗的功率器件成為可能。這為設計更高效率、更小體積的DC-DC變換器提供瞭前所未有的機遇。傳統的DC-DC變換器拓撲，如Buck、Boost、Buck-Boost等，雖然應用廣泛，但在高功率、高電壓增益或隔離等需求下，往往麵臨器件數量多、損耗大、體積龐大等挑戰。因此，開發更先進、更高效的DC-DC變換器拓撲，以滿足日益增長的市場需求，成為學術界和工業界的研究熱點。 諧振軟開關技術：邁嚮高效率的必由之路 高頻開關操作是提升功率變換器功率密度的關鍵，但同時也帶來瞭顯著的開關損耗和電磁乾擾（EMI）。為瞭剋服這一難題，諧振軟開關（Resonant Soft-Switching）技術應運而生。通過在電路中引入諧振單元（通常是電感和電容），使得功率器件在零電壓（Zero Voltage Switching, ZVS）或零電流（Zero Current Switching, ZCS）條件下進行開關，從而最大限度地降低開關損耗，並有效抑製EMI。 零電壓開關（ZVS）技術，是指在功率器件導通之前，將其兩端的電壓降低到接近零，然後纔觸發導通。這可以有效避免器件在承受高電壓時發生電流突變，顯著降低導通損耗和開關損耗。零電流開關（ZCS）技術，是指在功率器件關斷之前，使其流過的電流降低到接近零，然後纔觸發關斷。這可以避免器件在關斷時發生電壓突變，降低關斷損耗。 諧振軟開關技術並非單一的方法，而是包含多種實現方式，如諧振腔（Resonant Tank）的設計、諧振頻率的控製、以及與PWM（Pulse Width Modulation）控製的結閤等。高效的諧振軟開關設計需要深入理解諧振電路的動態行為，並精確控製開關時序，以達到最佳的軟開關效果。 現代DC-DC變換器拓撲的演進 在傳統拓撲的基礎上，一係列新型DC-DC變換器拓撲被提齣，以應對更復雜的應用場景。這些拓撲通常結閤瞭高頻開關、軟開關技術以及先進的控製策略，旨在實現更高的效率、更高的功率密度、更好的電磁兼容性以及更優越的性能。 移相控製全橋變換器（Phase-Shifted Full-Bridge Converter）是其中一種典型的代錶。它基於半橋或全橋拓撲，通過控製橋臂之間開關器件的移相角度來實現功率的調節。通過引入諧振腔，移相控製全橋變換器能夠實現全橋開關器件的ZVS，從而顯著降低開關損耗。這種拓撲結構在中高功率應用中具有廣泛的應用前景，尤其是在需要隔離的場閤。 多相交錯技術（Multiphase Interleaving）是將多個相同的DC-DC變換器單元並聯，並通過對各單元的開關信號進行閤理的時間錯開（交錯），從而實現整體輸齣電流紋波的減小和輸入電流紋波的降低。這種技術可以有效地提高電流處理能力，減小單個器件的電流應力，並改善散熱性能。當與移相控製技術結閤時，多相交錯全橋變換器能夠進一步提升效率和功率密度，並且提供更高的可靠性，因為一個單元的失效不會導緻整個係統的崩潰。 諧振變換器（Resonant Converters）作為一類特殊的DC-DC變換器，其核心特點是利用諧振電路來傳遞能量。例如，LLC諧振變換器，其諧振腔由串聯電感、並聯電感和電容組成，能夠實現全周期ZVS和ZCS，從而實現極高的效率。LLC變換器尤其適閤於中高功率、需要隔離的DC-DC轉換應用，如服務器電源、電動汽車充電器等。 先進的控製理論與實現 除瞭拓撲結構和軟開關技術，先進的控製理論對於優化DC-DC變換器的性能同樣至關重要。傳統的PWM控製已經非常成熟，但在實現高精度、寬範圍電壓調節以及快速動態響應方麵，仍有提升空間。 數字控製技術（Digital Control）的興起，為DC-DC變換器的控製帶來瞭革命性的變化。數字控製器（如DSP、FPGA）具有高度的靈活性和可編程性，能夠實現更復雜的控製算法，例如： 模型預測控製（Model Predictive Control, MPC）：通過預測係統未來的行為，並優化控製指令，以達到最優的性能。 自適應控製（Adaptive Control）：根據係統參數的變化或外部乾擾，自動調整控製策略，以保持最佳性能。 高級軟開關控製算法：例如，利用數字控製器精確控製諧振腔的動態，以實現最優的ZVS/ZCS效果，並適應負載和輸入電壓的變化。 數字控製還使得實現功率因數校正（Power Factor Correction, PFC）、並聯均流控製（Parallel Current Sharing Control）以及多輸齣電壓調節（Multiple Output Voltage Regulation）等復雜功能變得更加容易。 電磁兼容性（EMC）設計 隨著開關頻率的不斷提高，電磁乾擾（EMI）問題變得愈發突齣。良好的電磁兼容性設計是DC-DC變換器能否成功應用的關鍵因素之一。這涉及到： PCB布局與布綫優化：減小寄生電感和電容，優化電流迴路。 濾波器的設計：有效抑製傳導和輻射的電磁乾擾。 屏蔽技術：對高頻器件和電路進行屏蔽，防止電磁輻射泄露。 軟開關技術的應用：正如前文所述，軟開關技術本身就能顯著降低EMI。 應用領域的拓展 先進的DC-DC變換器技術正在深刻地影響著各個領域，並在不斷拓展新的應用邊界： 電動汽車（EV）領域：高效率、高功率密度的DC-DC變換器是車載充電器、DC-DC轉換器（用於電池管理係統、輔助電源）、以及能量迴收係統不可或缺的組成部分。 可再生能源領域：光伏發電係統中的最大功率點跟蹤（MPPT）控製器、風力發電係統中的變流器都需要高效的DC-DC變換技術來優化能量的捕獲和轉換。 數據中心和通信電源：為瞭滿足日益增長的數據處理需求，數據中心需要高密度、高效率的電源解決方案。DC-DC變換器在此扮演著核心角色，為服務器、網絡設備等提供穩定的直流電源。 工業自動化和機器人：精密運動控製、機器人驅動係統以及各種工業設備的電源都依賴於高效可靠的DC-DC變換器。 航空航天和國防：在這些對可靠性和性能要求極為苛刻的領域，先進的DC-DC變換器技術為各種關鍵係統提供可靠的電力供應。 麵臨的挑戰與未來發展趨勢 盡管DC-DC變換器技術取得瞭長足的進步，但仍麵臨諸多挑戰，同時也孕育著新的發展方嚮： 更高的效率和功率密度：繼續探索新的拓撲結構、更優化的器件選擇（如SiC、GaN的進一步發展）以及更精密的控製策略，以實現能量轉換效率的進一步提升和體積的進一步縮小。 更寬的電壓和電流範圍：開發能夠適應更寬輸入電壓範圍和更大輸齣電流需求的變換器，特彆是在電動汽車和智能電網等領域。 更低的 EMI 和更優的 EMC：隨著頻率的提高，EMI問題將持續存在，需要新的設計理念和技術手段來解決。 更高的可靠性和壽命：通過改進器件的驅動和散熱，以及采用更魯棒的控製策略，延長變換器的使用壽命。 集成化與智能化：將更多的功能集成到單個芯片或模塊中，並利用人工智能等技術實現變換器的自適應、自診斷和自修復能力。 新的材料和器件：例如， GaN-HEMTs 等新一代功率器件的廣泛應用，將為DC-DC變換器帶來性能上的飛躍。 總而言之，DC-DC變換器作為電力電子技術的核心組成部分，其發展趨勢是朝著更高效率、更高功率密度、更優的電磁兼容性、更強的可靠性以及更廣泛的應用領域邁進。對新型拓撲、軟開關技術、先進控製策略以及新興材料和器件的深入研究，將持續推動這一領域的革新，為構建更清潔、更高效、更智能的能源未來奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭很長時間尋找一本能真正深入剖析高頻開關電源核心技術的專業書籍，而這本《雙主動全橋DC-DC變換器的理論和應用技術》無疑超齣瞭我的預期。它的價值不僅僅在於羅列公式和電路圖，更在於它提供瞭一種係統性的、工程化的思維方式。書中對於不同工作模式下的電流和電壓波形分析，細緻入微，甚至考慮到瞭元件寄生參數對性能的影響，這一點在很多同類書籍中是難以見到的。我個人認為，它最齣彩的地方在於將理論的深度與工程的可實現性完美地結閤起來。例如，關於移相控製（PSM）和混閤控製策略的討論，不僅給齣瞭數學模型，還結閤實際應用場景分析瞭不同策略的優缺點和適用範圍。這對於正在進行産品開發，需要權衡性能、成本和復雜度的工程師來說，無疑是極具指導意義的。讀完此書，我對如何設計一個高功率密度、高可靠性的全橋變換器，有瞭一個全新的、更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量也令人印象深刻，這在專業技術書籍中常常被忽視，但對於長時間閱讀和查閱來說至關重要。清晰的字體、閤理的留白，以及高質量的插圖，都極大地提升瞭閱讀體驗。內容上，我最欣賞它對“魯棒性”的探討。在現代電力電子係統中，僅僅實現高效率是不夠的，係統在各種非理想工況下的穩定運行纔是王道。書中對寄生電感、電容的建模以及它們如何影響環路穩定性和過載恢復特性，分析得非常細緻。它不是僅僅停留在理想模型層麵，而是將這些實際的“噪聲源”納入瞭設計考量。這種現實主義的視角，對於那些希望將實驗室成果轉化為量産産品的工程師來說，價值無可替代。總而言之，這是一部集理論深度、工程實踐指導和高標準製作於一體的傑齣作品，物超所值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名高校教師，我一直在尋找能夠作為研究生教材的權威著作。這本書的齣現，徹底解決瞭我的睏擾。它的深度足以支撐碩士乃至博士階段的研究深度，而其條理清晰的結構又確保瞭本科高年級學生能夠跟上學習進度。書中的章節安排非常科學，從理論基礎的鋪墊，到核心拓撲的解析，再到先進的調製技術和保護設計，每一步都走得穩紮穩打。尤其值得稱贊的是，作者對變換器在不同負載和輸入電壓條件下的穩態和動態特性分析非常到位，這直接關係到我們進行教學案例設計和實驗驗證的質量。此外，書中對於新興的寬禁帶器件（如 SiC 和 GaN）在全橋變換器中的應用前景和挑戰也有所涉及，展現瞭作者緊跟技術前沿的視野。這不僅僅是一本教科書，更是一部凝聚瞭多年教學和科研經驗的精華之作，對於提升我們專業教學的質量具有不可估量的作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是電力電子領域的一本寶典，內容翔實，從基礎理論到實際應用，都講解得非常透徹。作者顯然在這一領域深耕多年，對雙主動全橋DC-DC變換器的每一個細節都瞭如指掌。我特彆欣賞它深入淺齣的講解方式，即便是初次接觸這類復雜拓撲結構的研究者，也能通過這本書建立起紮實的理論框架。書中的數學推導嚴謹而清晰，配閤大量的圖錶和實例分析，使得原本晦澀的原理變得易於理解和掌握。特彆是關於控製策略和環路設計的那幾章，簡直是實踐工作者的福音，為我們解決實際工程中的難題提供瞭非常有價值的參考。從初期的概念引入到後期的效率優化和 EMI/EMC 問題的探討，整本書的邏輯結構非常閤理，層層遞進，讓人讀起來酣暢淋灕，忍不住一氣嗬成。這本書的齣版，無疑為國內相關領域的研究和工程實踐注入瞭一股強勁的動力，強烈推薦給所有從事電力電子轉換器設計和研究的同仁們。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我對這麼一本專注於單一拓撲結構的書抱有一絲疑慮，畢竟市麵上關於DC-DC變換器的資料汗牛充棟。然而，深入閱讀後纔發現，這種“專注”恰恰是它最大的優勢。作者沒有泛泛而談，而是將雙主動全橋這一經典而又極具挑戰性的拓撲挖掘到瞭極緻。我特彆關注瞭關於“死區時間優化”和“零電壓開關（ZVS）實現條件”的討論部分，這些是傳統教材中往往一帶而過的關鍵點。這本書不僅解釋瞭為什麼需要優化，還給齣瞭精確的計算公式和影響因素分析，使得我們在實際電路調試中遇到的很多疑難雜癥都能找到源頭。它教會我的不是簡單的“如何做”，而是“為什麼必須這麼做”以及“如何保證它做得更好”。對於那些追求極緻效率和性能的設計師來說，這本書提供瞭必要的深度和細節支持，讓人感覺手中握著的是一份經過韆錘百煉的“武功秘籍”。