《新能源汽車功率電子基礎》是由作者程夕明、張承寧編著，機械工業出版社於2018年出版的圖書。
基本介紹
- 書名：新能源汽車功率電子基礎
- 作者：程夕明 張承寧
- ISBN：978-7-111-59319-5
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2018年5月7日
出版信息,內容簡介,目錄,
出版信息
書號： 59319 ISBN： 978-7-111-59319-5
作者： 程夕明 張承寧 印次： 1-1
責編： 汽車二部 開本： 16開
字數： 351千字 定價： 49.0
所屬叢書： 普通高等教育“十三五”汽車類規劃教材
裝訂： 平裝 出版日期： 2018-05-07
內容簡介
本書以新能源汽車電驅動、DC/DC變換器和充電機為技術背景，從功率電子電路的基本概念、結構拓撲和工作原理角度出發，闡述車載電氣設備的電能轉換技術；利用計算示例和仿真案例，描述整流、直流轉換和逆變控制的基本實現方法。本書內容涵蓋新能源汽車技術的發展、功率半導體器件、DC/DC直流變換技術、DC/AC逆變技術、AC/DC整流技術和交流電機控制技術，涉及理想開關過程、PWM整流技術、隔離型DC/DC、SVPWM技術、矢量控制和直接轉矩控制技術。本書適合作為普通高等院校車輛工程、新能源汽車等專業的教材，也可供相關研發人員參考。
目錄
目 錄
前 言
第1章 緒論1
1.1 汽車電子技術發展歷程1
1.2 純電動汽車2
1.3 插電式混合動力電動汽車3
1.4 燃料電池電動汽車5
1.5 功率電子學在新能源汽車中的套用6
習題18
第2章 基本概念9
2.1 電路的波形及其參數9
2.1.1 參數10
2.1.2 直流11
2.1.3 正弦波12
2.1.4 矩形波16
2.1.5 三角波18
2.1.6 諧波20
2.2 半導體基礎23
2.2.1 N型半導體和P型半導體23
2.2.2 PN結25
2.2.3 二極體27
2.3 理想開關的開關過程30
2.3.1 理想開關30
2.3.2 電感負載的理想開關過程31
2.3.3 電容負載的理想開關過程32
2.4 續流和換流34
2.4.1 功率二極體的續流34
2.4.2 功率半導體器件的換流36
2.5 硬開關的開關過程37
2.5.1 硬開關38
2.5.2 硬開關的開通過程38
2.5.3 硬開關的關斷過程39
2.6 軟開關的開關過程40
2.6.1 軟開關40
2.6.2 ZCS的開關過程41
2.6.3 ZVS的開關過程42
2.7 脈衝寬度調製（PWM）原理44
2.7.1 PWM信號的類型44
2.7.2 PWM信號的占空比45
2.7.3 PWM數位訊號的發生45
2.7.4 直流PWM斬波46
2.7.5 正弦波PWM（SPWM）發生原理48
2.8 直流開關51
2.8.1 低邊開關52
2.8.2 高邊開關52
2.9 電路的狀態平均53
2.9.1 狀態平均53
2.9.2 狀態平均歐姆定律53
2.9.3 狀態平均電感和電容特性53
2.9.4 狀態平均基爾霍夫定律54
2.10 熱阻55
2.10.1 熱阻計算55
2.10.2 功率半導體器件熱阻的構成55
2.10.3 功率半導體器件結溫計算56
習題256
第3章 功率半導體器件58
3.1 功率二極體58
3.1.1 功率二極體的結構58
3.1.2 功率二極體的動態特性58
3.1.3 功率二極體的模型60
3.1.4 功率二極體的主要參數61
3.2 雙極結型功率電晶體61
3.2.1 功率電晶體的結構61
3.2.2 功率電晶體的基本工作原理62
3.2.3 功率電晶體的工作區62
3.2.4 功率電晶體的擊穿與安全工作區63
3.3 晶閘管63
3.3.1 晶閘管的結構64
3.3.2 晶閘管的工作原理64
3.3.3 晶閘管的靜態特性66
3.3.4 晶閘管的動態特性67
3.3.5 晶閘管的參數68
3.4 功率金屬氧化物場效應電晶體（P?MOSFET）68
3.4.1 MOS電容的工作原理69
3.4.2 MOSFET的結構與類型69
3.4.3 MOSFET的壓控原理70
3.4.4 MOSFET的輸出特性70
3.4.5 MOSFET的溝道夾斷和轉移特性71
3.4.6 P?MOSFET的結構72
3.4.7 P?MOSFET的通態電阻72
3.4.8 P?MOSFET的寄生器件72
3.4.9 P?MOSFET的等效電路73
3.4.10 P?MOSFET的開關特性74
3.4.11 P?MOSFET的安全工作區75
3.4.12 P?MOSFET的主要參數75
3.5 絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）76
3.5.1 IGBT的結構和類型76
3.5.2 IGBT的基本工作原理77
3.5.3 IGBT的輸出特性78
3.5.4 IGBT的寄生器件78
3.5.5 IGBT的擎住效應79
3.5.6 IGBT的開關特性79
3.5.7 IGBT的安全工作區81
3.5.8 IGBT的主要技術指標82
3.6 寬禁帶功率半導體器件83
3.6.1 寬禁帶83
3.6.2 碳化矽器件84
3.6.3 氮化鎵器件85
習題386
第4章 直流變換技術87
4.1 DC/DC降壓變換器87
4.1.1 DC/DC降壓變換器的電路結構87
4.1.2 DC/DC降壓變換器的工作原理88
4.1.3 DC/DC降壓變換器的工作模式89
4.1.4 CCM降壓變換器的輸出電壓90
4.1.5 CCM降壓變換器的電感紋波電流91
4.1.6 CCM降壓變換器的電容紋波電壓92
4.1.7 CCM與DCM的邊界93
4.1.8 DCM電路的輸出電壓94
4.1.9 DC/DC降壓變換器的計算示例與仿真分析95
4.2 DC/DC升壓變換器102
4.2.1 DC/DC升壓變換器的電路結構102
4.2.2 DC/DC升壓變換器的工作原理103
4.2.3 CCM升壓變換器的輸出電壓104
4.2.4 CCM升壓變換器的電感紋波電流105
4.2.5 CCM升壓變換器的電容紋波電壓105
4.2.6 CCM和DCM的邊界106
4.2.7 DCM電路的輸出電壓106
4.2.8 DC/DC升壓變換器的計算示例107
4.3 DC/DC升降壓變換器109
4.3.1 DC/DC升降壓變換器的電路結構109
4.3.2 DC/DC升降壓變換器的工作原理109
4.3.3 CCM升降壓變換器的輸出電壓110
4.3.4 CCM和DCM的邊界條件111
4.3.5 Cuk變換電路112
4.3.6 DC/DC升降壓變換器的計算示例113
4.4 DC/DC組合電路116
4.4.1 半橋DC/DC電路116
4.4.2 H橋DC/DC電路116
4.4.3 DC/DC的多相多重電路117
4.5 DC/DC隔離變換器118
4.5.1 單端正激式變換器118
4.5.2 推挽式變換器119
4.5.3 單端反激式變換器120
4.5.4 半橋式變換器122
4.5.5 H橋式變換器124
4.6 同步整流127
4.6.1 整流電路128
4.6.2 同步整流128
4.7 新能源汽車直流功率變換器130
4.7.1 電驅動系統雙向DC/DC變換器131
4.7.2 高低壓DC/DC隔離變換器132
4.7.3 48V混合動力系統DC/DC變換器132
習題4133
第5章 逆變技術136
5.1 單相電壓源逆變電路136
5.1.1 中心抽頭變壓器式單相電壓源逆變電路136
5.1.2 半橋式單相電壓源逆變電路137
5.1.3 H橋式單相電壓源逆變器138
5.2 單相電壓源逆變器的脈寬調製技術138
5.2.1 單極性SPWM技術138
5.2.2 雙極性SPWM技術141
5.3 三相電壓源逆變器144
5.3.1 三相電壓源逆變器的電路工作原理144
5.3.2 三相SPWM技術145
5.3.3 三相空間電壓矢量PWM技術146
習題5154
第6章 整流技術156
6.1 不可控整流電路156
6.1.1 單相橋式二極體整流電路156
6.1.2 三相橋式二極體整流電路159
6.2 直流濾波電路161
6.2.1 容性輸入直流濾波器162
6.2.2 感性輸入直流濾波器163
6.3 相控整流電路165
6.3.1 單相橋式晶閘管半控整流電路165
6.3.2 單相橋式晶閘管全控整流電路170
6.3.3 三相橋式晶閘管全控整流電路175
6.4 PWM整流電路182
6.4.1 PWM整流器的基本原理182
6.4.2 單相PWM整流的工作模態184
6.4.3 單相PWM整流的調製技術187
6.5 動力電池充電系統189
6.5.1 充電設施的類型189
6.5.2 充電方法189
6.5.3 接觸式充電技術190
6.5.4 無線充電基本原理190
6.5.5 V2G技術191
習題6192
第7章 交流電驅動控制194
7.1 新能源汽車電驅動系統194
7.1.1 新能源汽車電驅動的技術要求194
7.1.2 電驅動裝置電路195
7.1.3 交流電機的工作原理197
7.2 三相交流異步電機的控制原理201
7.2.1 穩態等效電路201
7.2.2 變頻變壓控制202
7.2.3 動態數學模型205
7.2.4 矢量控制基本方程209
7.2.5 間接矢量控制210
7.2.6 直接矢量控制213
7.2.7 直接轉矩控制214
7.3 永磁同步電機的控制原理218
7.3.1 動態數學模型218
7.3.2 矢量控制219
7.3.3 電壓電流極限及弱磁運行221
7.4 永磁無刷直流電機的控制原理224
7.5 電機的饋電控制227
習題7229
參考文獻230
