高压IGBT模块应用技术 9787111514237 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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龚熙国 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111514237

商品编码：29803977278

包装：平装

出版时间：2015-11-01

基本信息

书名：高压IGBT模块应用技术

定价：59.00元

作者：龚熙国

出版社：机械工业出版社

出版日期：2015-11-01

ISBN：9787111514237

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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“十二五”国家重点图书出版规划项目，系统地阐述了高压IGBT模块的应用技术。

内容提要

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本书全面阐述了高压模块的芯片、封装制造、测试与应用技术。在应用技术中又着重介绍了高压模块的驱动、保护、失效分析以及在轨道牵引、高压变频、风力发电和高压直流输配电中的应用要点。本书内容新颖，介绍了前沿的高压模块制造技术和应用设计技术；内容全面，涵盖了高压模块产品工程的技术：芯片技术、封装技术、制造技术、测试技术、可靠性技术和应用技术等；注重理论与实用的结合，很多内容是基于实验室和现场应用的实测结果。本书非常适合电力电子装置设计工程师、功率半导体应用技术人员参考和使用，无论从事哪个领域进行开发设计，本书都会有所助益。本书对在大专院校里从事电力电子技术研究的广大师生也很有帮助。同时本书介绍的封装技术、制造技术、测试技术、可靠性技术等对半导体器件研发工程师和科研管理者也有参考价值。

目录

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前言第章概述11电力电子技术概述12功率半导体器件的发展13IGBT模块概述14IGBT模块的关键技术15IGBT模块的主要应用领域16IGBT模块的发展趋势参考文献第章高压模块的芯片技术21IGBT的基本结构和工作原理22高压芯片的发展23高压芯片的表面栅结构231平面栅232沟槽栅24高压芯片的纵向结构25英飞凌新高压芯片技术介绍：技术26日立新高压芯片技术介绍：Trench HiGT sLiPT技术27三菱电机新高压芯片技术介绍：技术28ABB新高压芯片技术介绍：技术29SiC芯片技术210RC(逆导芯片技术参考文献第章高压模块的封装与制造技术31高压模块的封装与结构311高压模块的封装312高压模块的内部拓扑电路313高压模块的内部结构314高压模块的构成材料32高压模块制造过程321晶圆制备过程322芯片制造过程323模块组装过程324模块组装完成后的测试及包装33高压模块的可靠性测试331可靠性测试概述332功率循环可靠性与热循环可靠性34高压模块封装的技术要求与发展趋势35各制造厂商高压模块型号的定义参考文献第章高压模块的动静态参数及其测试41如何阅读高压模块的数据手册411大参数412高压模块的推荐参数413特性曲线42高压模块静态参数的测试方法43高压模块动态参数的测试方法431半桥电路和双脉冲测试432高压模块的开通过程测试与分析433高压模块的关断过程测试与分析434高压模块的反向恢复过程测试与分析435FWD的测试436高压模块半桥测试平台的构建参考文献第章高压模块的驱动51高压模块驱动电路的基本功能和设计要求52高压模块开通和关断过程中的栅极电压和电流波形53栅极驱动电压的选取54栅极驱动电阻的选取55栅极输出峰值电流和驱动功率的计算56高压模块驱动电路中的DC/DC变换器57驱动电路的栅极隔离方式58栅极电压钳位技术59外接栅极发射极电阻和电容510高压模块驱动的有源钳位技术511高压模块驱动的反馈技术512高压模块分段开通与关断技术513高压模块驱动的软关断技术514电压保护电路515短脉冲抑制电路516死区时间5161死区效应5162死区时间的计算方法517驱动电路的布局与栅极布线518栅极电压的测试方法519集成高压模块驱动器介绍参考文献第章高压模块的保护61高压模块的过电压保护611高压模块关断浪涌电压产生的原因612常用直流侧电压检测电路613吸收电路614降低主回路杂散电感量615驱动电路采用有源钳位抑制浪涌电压尖峰62高压模块的短路保护621短路与过载622高压模块的种短路模式623高压模块短路能力的评价标准624短路故障的检测方法625影响短路电流大小的因素626降低高压模块短路时栅极电压峰值的方法63高压模块的过温保护631高压模块的功耗计算632结温的计算633高压模块的冷却方式64高压模块并联应用时的均流保护641影响高压模块稳态电流均衡的因素642影响高压模块动态电流均衡的因素65高压模块串联应用时的均压保护66高压模块安装时的注意事项661安装方法662导热硅脂的涂抹方法663散热器的表面粗糙度和平面度67高压模块运输与取用时的注意事项68高压模块保存时的注意事项参考文献第章高压模块的失效原因与失效模式71高压模块失效分析概述72高压模块失效与否的判定方法721用万用表简单检查高压IGBT模块是否损坏722通过参数测量准确判定高压模块是否失效73高压模块的失效原因分析731超出导致的单元失效原因732超出导致的单元失效原因733栅极过电压导致的高压IGBT模块失效原因734结温过高导致的单元失效原因735FWD单元失效原因74高压模块的失效模式741高压模块的过电压损坏模式742高压模块的过电压损坏模式743高压模块的过电流损坏模式744高压模块的过热损坏模式745功率循环失效模式746热循环失效模式747RBSOA失效模式748SCSOA失效模式749RRSOA失效模式参考文献第章高压模块在轨道牵引中的应用81轨道牵引中的电力电子技术概述82轨道牵引中的变流器主电路拓扑821电力机车和动车组车辆用牵引变流器的主电路拓扑822电力机车和动车组车辆用辅助变流器的主电路拓扑823城市轨道交通车辆用牵引逆变器的主电路拓扑824城市轨道交通车辆用辅助逆变器的主电路拓扑825牵引变流器的构成部件83高压模块在轨道牵引中的应用831轨道牵引变流器中高压模块电压电流等级的选型832对高压模块短路耐量及的要求833对高压模块关断能力的要求834对高压模块的寿命

作者介绍

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文摘

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序言

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电磁兼容性设计与实践 内容简介 电磁兼容性（EMC）作为现代电子产品设计中不可或缺的关键环节，其重要性日益凸显。随着电子设备集成度的不断提高，以及无线通信技术的飞速发展，各种电子设备在复杂电磁环境中协同工作已成为常态。如何确保设备在预期的电磁环境下正常工作，并且不干扰其他设备，正是电磁兼容性所要解决的核心问题。本书旨在系统地阐述电磁兼容性的基本原理、设计方法、测试技术以及实际应用，为电子工程师、技术研发人员以及相关领域的研究者提供一套全面而实用的技术指南。 本书内容涵盖了电磁兼容性的理论基础、关键技术以及丰富的实践案例，力求将抽象的理论概念与具体的工程问题相结合。我们将从电磁兼容性的基本概念入手，深入剖析电磁干扰（EMI）的产生、传播和耦合机制，以及电磁敏感性（EMS）的防护原理。在此基础上，本书将详细介绍各种电磁兼容性设计技术，包括滤波技术、屏蔽技术、接地技术、PCB布局布线规范、元器件选择策略等。同时，本书还将重点阐述电磁兼容性测试的标准、方法和设备，帮助读者理解如何对产品进行有效的EMC评估和认证。 核心章节与内容详解： 第一部分：电磁兼容性基础理论 电磁兼容性概述： 详细介绍EMC的定义、重要性、发展历史以及相关的国际和国内标准体系。解释EMC在产品开发周期中的位置，以及早期考虑EMC设计对降低成本、缩短开发周期的益处。 电磁干扰（EMI）的产生与传播： 深入分析EMI的四大来源：传导、辐射、感应和静电放电（ESD）。讲解不同频率范围内的EMI传播路径和耦合方式，如容性耦合、感性耦合、传导耦合和空间辐射耦合。介绍EMI的数学模型和仿真方法。 电磁敏感性（EMS）及其防护： 阐述EMS的定义，包括抗扰度（Immunity）和敏感性（Susceptibility）。讲解常见的EMS现象，如电快速瞬变脉冲群（EFT）、浪涌（Surge）、射频辐射（RFI）、静电放电（ESD）和电源跌落（Voltage Dips）等。分析EMS的防护机理，重点在于如何降低外部电磁场对设备的干扰。 第二部分：电磁兼容性设计技术 滤波技术： EMI滤波器原理与类型： 详细介绍EMI滤波器的基本原理，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。讲解LC滤波器、RC滤波器、EMI共模扼流圈、差模电感以及各种滤波器组合的应用。 滤波器的选型与设计： 提供滤波器选型依据，如工作频率、插入损耗、阻抗匹配、额定电流和电压等。介绍PCB上滤波器的布局布线技巧，以及如何优化滤波效果。 电源线与信号线滤波： 分别探讨电源滤波和信号线滤波的技术要点。讲解针对不同类型电源（AC/DC、DC/DC）和信号（高速数字信号、模拟信号）的滤波策略。 屏蔽技术： 屏蔽原理与材料： 阐述电磁屏蔽的物理原理，包括反射、吸收和多重反射。介绍不同屏蔽材料的性能特点，如导电性、磁导率和表面电阻。 屏蔽结构设计： 详细讲解金属外壳、屏蔽罩、屏蔽盒、屏蔽电缆和屏蔽接缝的设计要点。分析不同结构的屏蔽效能（Shielding Effectiveness, SE）与频率的关系。 缝隙与孔洞的屏蔽处理： 重点讨论屏蔽结构中不可避免的缝隙、孔洞（如通风孔、电缆穿孔）对屏蔽效能的影响，以及相应的处理技术，如使用导电衬垫、屏蔽网、导电涂层等。 接地技术： 接地系统的类型与原则： 介绍单点接地、多点接地、混合接地等不同接地方式的适用场景和优缺点。强调接地回路的控制是EMC设计的关键。 信号接地与保护接地： 详细讲解信号接地与保护接地的作用、要求和实现方式。分析共地阻抗效应及其对信号完整性和EMC的影响。 PCB接地层设计： 强调PCB接地层（GND Plane）的设计重要性，包括接地层布局、分割策略以及过孔的使用。讲解如何通过优化的接地层设计来降低串扰和提高信号完整性。 PCB布局布线规范： 元器件布局原则： 介绍高密度元器件的布局、电源和地线元的布局、高频器件与低频器件的隔离等。 信号线布线策略： 讲解差分信号布线、时钟信号布线、敏感信号布线等。强调走线长度、宽度、间距以及端接技术的重要性。 电源与地线的设计： 重点探讨电源和地线的去耦（Decoupling）和旁路（Bypassing）技术，以及电源分配网络（PDN）的阻抗设计。 元器件选择与PCB工艺： EMC友好型元器件： 介绍具有良好EMC性能的元器件，如低寄生参数的电容、电阻，以及抗ESD/EFT的保护器件。 PCB板材与工艺选择： 分析不同PCB板材（如FR-4、高频板材）对EMC性能的影响。讲解PCB制造工艺（如层叠结构、阻抗控制）对EMC的贡献。 第三部分：电磁兼容性测试与认证 EMC测试标准体系： 介绍国际（如IEC、CISPR）、区域（如EN）和国家（如GB）的EMC标准，以及不同产品类别的EMC标准要求。 EMI测试技术： 传导发射测试： 讲解传导发射的测试原理、测试设备（如LISN, EMI接收机）和测试方法。 辐射发射测试： 阐述辐射发射的测试原理、测试场地（如开阔场、电波暗室）、测试设备（如天线、EMI接收机）和测试方法。 谐波电流和电压闪烁测试： 介绍对电网影响的测试。 EMS测试技术： 静电放电（ESD）抗扰度测试： 讲解ESD测试的原理、设备（如ESD枪）和测试方法。 电快速瞬变脉冲群（EFT）抗扰度测试： 介绍EFT测试的原理、设备（如EFT/BFT发生器）和测试方法。 浪涌（Surge）抗扰度测试： 阐述浪涌测试的原理、设备（如浪涌发生器）和测试方法。 射频场感应的传导骚扰（CS）抗扰度测试： 讲解CS测试的原理、设备（如射频信号发生器、耦合/去耦网络）和测试方法。 射频辐射（RS）抗扰度测试： 介绍RS测试的原理、设备（如射频信号发生器、天线、电波暗室）和测试方法。 工频磁场抗扰度测试、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度测试： 讲解对电网电源变化的响应。 EMC认证流程与准备： 提供EMC认证的整体流程，包括产品分类、标准选择、测试机构选择、测试报告和CE/FCC等标志的申请。指导读者如何为EMC测试做准备。 第四部分：实践案例分析 本书将选取多个实际应用场景的EMC设计案例，例如： 消费电子产品（如手机、平板电脑）的EMI/EMS设计： 分析这些产品的EMC挑战，如高速信号、无线通信模块的干扰，以及相应的优化方案。 工业自动化设备（如变频器、PLC）的EMC设计： 探讨工业环境中强电磁干扰的防护，以及如何保证设备稳定可靠运行。 医疗设备（如监护仪、影像设备）的EMC设计： 强调医疗设备EMC设计的特殊性，需要同时满足抗干扰和不干扰他人的双重要求。 汽车电子的EMC设计： 分析汽车电子复杂的电磁环境，以及相关的EMC标准和设计策略。 通过对这些案例的深入剖析，读者可以更直观地理解EMC设计的实际应用，学习如何将理论知识转化为解决工程问题的有效手段。 本书特色： 系统性强： 内容覆盖EMC从基础理论到实践应用的完整链条。 实用性高： 强调设计方法和测试技术，指导工程师解决实际问题。 案例丰富： 结合多行业实践案例，增强理解和应用能力。 图文并茂： 配备大量示意图、电路图和实物图片，便于理解。 紧跟前沿： 介绍最新的EMC技术和标准动态。 通过阅读本书，读者将能够建立起对电磁兼容性科学的全面认识，掌握实用的EMC设计和测试技能，从而在电子产品开发中有效应对电磁兼容性挑战，设计出更加可靠、高性能的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书的封面设计倒是挺吸引我的，金属质感的光泽，加上几条简洁而有力的线条，一下子就勾勒出高压IGBT模块那种精密、强大的感觉。我一直对电力电子领域非常感兴趣，尤其是一些大功率的器件，总觉得它们是现代工业的“心脏”，支撑着各种复杂系统的运行。这次能拿到《高压IGBT模块应用技术》，我心里是挺期待的，希望它能带我走进这个充满挑战又迷人的世界。书的厚度也适中，不会让人望而却步，但又足够的内容支撑起一个完整的技术体系。我翻了翻目录，里面的章节划分非常清晰，从基础理论到具体的应用案例，似乎涵盖了从入门到进阶的各个环节。尤其是一些提到“应用案例”的部分，我特别感兴趣，因为理论知识再丰富，最终还是要落实到实际的工程应用中去，我希望能从中学习到别人是如何巧妙地利用这些高压IGBT模块来解决实际问题的，比如在新能源汽车、轨道交通、工业电机驱动等方面，这些都是我特别关注的领域。我打算花一段时间，慢慢地把这本书研读透彻，把它当作我深入了解高压IGBT技术的一个重要的里程碑。

评分☆☆☆☆☆

评价九： 当我看到《高压IGBT模块应用技术》这本书时，我的脑海中立刻浮现出许多关于电力电子的专业知识和技术难题。我一直对IGBT模块在电力系统中的应用充满好奇，而“高压”更是意味着其在能源传输和转换中的关键作用。我希望这本书能够为我提供一个全面而深入的视角，让我了解高压IGBT模块的最新发展趋势、核心技术以及实际应用中的各种挑战。我特别期待书中能够包含详细的电路设计实例、参数选择指南以及故障分析方法。我相信，通过学习这本书，我能够更好地理解高压IGBT模块的特性，掌握在不同应用场景下如何优化其性能，并提高系统的可靠性和效率。我对书中能够介绍一些前沿的驱动技术、保护策略和可靠性设计方法充满期待，这些都将对我未来的工作和学习提供宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

评价六： 我拿到《高压IGBT模块应用技术》这本书，第一眼就被它那充满科技感的封面所吸引。作为一个对电力电子领域有着浓厚兴趣的学习者，我一直渴望能够深入了解IGBT模块，尤其是在高压应用方面的技术细节。这本书的书名直击我最关心的核心问题，我非常期待它能为我提供系统性的知识和实用的技术指导。我希望书中不仅仅是讲解IGBT的基本原理，更能深入探讨如何在实际工程中有效地应用它们。我特别关注的是书中关于“应用技术”的论述，比如如何根据不同的应用场景，如新能源汽车、工业电机驱动、电网设备等，来选择最合适的IGBT模块，并设计出高效、可靠的驱动电路和散热系统。我对书中关于“高压”的解决方案也充满期待，因为在高压环境下，器件的可靠性和安全性至关重要，我希望从中能学到一些先进的保护技术和设计经验。

评分☆☆☆☆☆

评价八： 这本书的标题《高压IGBT模块应用技术》，就足以吸引我的目光。作为一名在电力电子行业工作多年的工程师，我深知IGBT模块在现代工业体系中的重要性，尤其是在高压领域，其应用更是至关重要。我对于这本书的期待，首先在于它能否提供关于高压IGBT模块工作原理的深入剖析，以及在不同工作条件下的性能表现。其次，我更看重的是“应用技术”这一部分，我希望书中能够详细介绍如何在各种具体的工业场景下，如工业驱动、轨道交通、新能源发电等，如何合理地选择IGBT模块，如何设计高效的驱动电路和散热系统，以及如何采取有效的保护措施来确保系统的稳定性和安全性。我希望书中能提供一些实际的工程案例，通过这些案例来学习如何将理论知识转化为实际的工程解决方案，从而解决我在工作中遇到的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

评价十： 《高压IGBT模块应用技术》这本书，从书名上就能感受到它所蕴含的专业知识和实践经验。我长期以来对电力电子技术，特别是大功率半导体器件的应用充满了兴趣。IGBT模块作为电力电子领域的核心器件之一，其在高压应用中的技术细节一直是我想要深入了解的。我希望这本书能够详细阐述高压IGBT模块的各项技术指标、工作原理以及在实际工程中的应用方法。我特别看重书中关于“应用技术”的讲解，我希望它能提供一些具体的案例分析，例如在新能源汽车、工业变频器、轨道交通等领域，如何合理地选择、设计和使用高压IGBT模块，以及如何处理在实际应用中可能遇到的各种问题。我期待这本书能够为我提供扎实的理论基础和实用的技术指导，帮助我更好地理解和掌握高压IGBT模块的应用技术，从而提升我的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 《高压IGBT模块应用技术》这本书，我拿到手后就迫不及待地翻阅了一下。书名本身就传递出一种专业、前沿的科技感。我一直对电力电子领域充满好奇，特别是像IGBT这样的大功率器件，它们是实现高效能源转换的关键。我希望这本书能为我打开一扇通往高压IGBT应用世界的大门。我注意到书中强调的是“应用技术”，这说明它不会仅仅停留在枯燥的理论讲解，而是会更侧重于如何将这些技术应用到实际工程中。我特别期待书中能详细介绍在不同行业，比如工业驱动、新能源汽车、轨道交通等领域，高压IGBT模块是如何发挥作用的。我希望能学习到关于器件选型、电路设计、散热管理、故障诊断等方面的实用知识，这些都是在实际工作中非常宝贵的经验。我对书中“高压”这个关键词也充满了好奇，因为高压系统对器件的性能和安全性都有着极其苛刻的要求，我希望这本书能详细讲解如何应对这些挑战。

评分☆☆☆☆☆

评价七： 《高压IGBT模块应用技术》这本书，当我第一次看到它的时候，就感觉它是一本非常“硬核”的专业书籍。我个人一直对电力电子技术有着极大的热情，尤其是IGBT这种在现代电力系统中扮演着核心角色的器件。而“高压”这两个字，更是让我觉得这本书的内容肯定非常深入和实用。我非常看重书中关于“应用技术”的介绍，这意味着它不仅仅是理论的堆砌，而是会结合实际的工程项目来讲解。我希望书中能够详细介绍IGBT模块在各种实际应用中的选型、设计、调试以及故障排除的经验，尤其是在一些高压、大功率的场景下，比如新能源汽车的驱动系统、风力发电的变流器、工业变频器等。我希望通过阅读这本书，能够对高压IGBT模块的工作原理、性能特点以及在实际应用中可能遇到的各种问题，有一个更全面、更深入的理解，从而提升自己的专业技能。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 初次接触《高压IGBT模块应用技术》，被其严谨的标题所吸引。作为一名在电力电子领域摸爬滚打多年的工程师，我深知IGBT模块在现代电力系统中扮演着举足轻重的角色，而“高压”更是意味着其应用范围的广泛和技术的复杂性。我希望这本书能够深入剖析高压IGBT模块的内部结构、工作原理，以及在各种严苛环境下如何保证其稳定性和可靠性。我特别关注书中关于“应用技术”的章节，这直接关系到实际工程的落地。我期待能学习到如何根据具体的应用场景，如电动汽车的逆变器、风力发电的变流器、高压直流输电系统等，来选择合适的IGBT模块，并设计出高效、可靠的驱动和保护电路。我希望书中能提供一些具体的计算公式、设计图纸和仿真结果，以便我能够将所学知识转化为实际的工程设计。我对这本书的评价，将取决于它在理论深度和实践指导性上的平衡，希望能真正成为我职业生涯中的一个有力助手。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 拿到这本《高压IGBT模块应用技术》，第一感觉就是它的“分量”。不是说重量，而是内容上的那种扎实感。封面上那清晰的标题和书号，让我觉得这是一本真正有技术深度的书。我之前在工作中接触过一些功率半导体器件，但对于高压IGBT模块这样更专业、更精密的领域，还是存在很多知识盲区。这本书的出现，正好弥补了我的这一需求。我特别看重书中关于“应用技术”的阐述，这说明它不仅仅是停留在理论层面，更重要的是讲解了这些技术是如何在实际工程中被应用的。我猜测书中应该会涉及很多具体的电路设计、参数选择、散热处理、保护措施等关键环节，这些都是实际操作中至关重要但又常常是新手容易忽略的细节。我希望通过阅读这本书，能够建立起一个系统性的知识框架，了解高压IGBT模块在不同应用场景下的性能特点和设计考量，从而提升自己在电力电子应用方面的能力。总的来说，我期望这本书能成为我的“工具书”，在遇到实际问题时，能从中找到解决思路和参考方案。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 《高压IGBT模块应用技术》这本书，从它的书名就可以看出其专业性和实用性。我一直对电力电子这个领域抱有浓厚的兴趣，尤其是在新能源、工业自动化等蓬勃发展的当下，对高压IGBT模块这类核心器件的深入理解显得尤为重要。我仔细研究了书的封底介绍，它强调了“应用技术”这个关键词，这让我对这本书的期待值大大提升。我希望它能详细阐述高压IGBT模块的选型原则、驱动电路设计、散热方案的优化，以及在不同工况下的保护策略。特别是书中可能包含的实际案例分析，我希望能够从中学习到行业内的最佳实践和一些“潜规则”，比如在设计过程中容易遇到的坑以及如何规避。我对书中关于“高压”这个方面的技术细节非常好奇，因为高压应用往往意味着更高的技术门槛和更严格的安全要求，这部分内容将是我重点关注的学习对象。总而言之，这本书在我看来，是一本值得深入研读，并能在实际工作中提供强有力支撑的专业技术书籍。