IGBT模块:技术、驱动和应用(中文版 原书第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111535669

商品编码：29668952941

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：IGBT模块:技术、驱动和应用(中文版 原书第2版)

定价：88.00元

作者：安德列亚斯 福尔克 麦克尔;郝康普

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787111535669

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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内容提要

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本书首先介绍了IGBT的内部结构，然后通过电路原型或基本模型推导出的IGBT变体形式。在此基础上，探讨了IGBT的封装技术。本书还讨论了IGBT电气特性和热问题，分析了IGBT的特殊应用和并联驱动技术。这些分析还包括了IGBT的实际开关行为特性、电路布局、应用实例以及设计规则。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代电力电子的核心：IGBT模块技术、驱动与应用 随着现代工业对能源效率和电力转换精度的日益追求，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块凭借其独特的优势，已经成为电力电子领域不可或缺的关键器件。它巧妙地融合了功率MOSFET的高输入阻抗和功率BJT的低导通损耗，使得在各种高压、大电流的应用场景下，IGBT模块都展现出了卓越的性能。本书旨在深入剖析IGBT模块的精髓，从其核心技术原理出发，详细阐述驱动电路的设计与优化，并系统地介绍其在众多关键领域的广泛应用，为读者提供一个全面、深入的技术视角。 第一部分：IGBT模块的理论基石 本部分将带领读者走进IGBT模块的微观世界，探索其物理结构、工作原理以及影响其性能的关键因素。 IGBT的结构与工作机理： 我们将从IGBT的基本单元——PNP双极晶体管与MOSFET的结合体出发，详细解读其电流的产生和控制机制。通过深入剖析PN结、导电沟道等关键区域的物理特性，揭示IGBT如何在栅极电压的控制下，实现从高阻态到低阻态的快速、高效切换。不同IGBT结构（如PT-IGBT、NPC-IGBT、FS-IGBT等）的特点和优势也将得到梳理，帮助读者理解不同设计所带来的性能差异。 关键电特性与性能指标： 导通损耗、关断损耗、开关速度、耐压等级、电流容量等是衡量IGBT模块性能的核心指标。本书将详细解析这些参数的物理意义，以及它们如何受到结构、材料、工艺等多种因素的影响。我们将探讨短路能力、栅电荷、结电容等影响IGBT动态性能的关键参数，并提供相应的计算方法和评估手段。 热学特性与散热设计： IGBT模块在工作过程中会产生大量的热量，有效的散热是保证其可靠运行和延长使用寿命的关键。我们将深入研究IGBT的结温、封装结构对散热的影响，并介绍各种散热技术，如散热器、风冷、水冷、热管等。读者将学习如何进行热阻计算，以及如何根据具体应用场景选择最优的散热方案。 可靠性与失效机理： 影响IGBT模块可靠性的因素多种多样，包括过电压、过电流、过温、机械应力等。我们将分析IGBT在各种极端条件下的失效模式，如击穿、热失控、键合线失效等，并介绍提高IGBT可靠性的设计原则和测试方法。 第二部分：IGBT模块驱动电路的艺术 IGBT模块的驱动电路是连接主控电路和IGBT模块的“桥梁”，其设计的好坏直接影响IGBT的开关性能、损耗和可靠性。本部分将全面探讨IGBT驱动电路的设计原则、关键技术和优化方法。 驱动电路的基本功能与分类： 驱动电路的核心任务是为IGBT提供正确的栅极电压信号，使其能够快速、准确地导通和关断。我们将介绍隔离驱动、非隔离驱动等基本类型，并分析其各自的优缺点和适用范围。 栅极驱动信号的特性要求： 栅极电压幅值、上升/下降时间、过冲、振铃等都是影响IGBT开关性能的重要因素。我们将深入分析这些参数对IGBT损耗、EMI（电磁干扰）以及可靠性的影响，并探讨如何通过优化驱动信号来改善性能。 驱动电路的关键元器件选择： 驱动电路中常用的元器件包括驱动芯片、耦合变压器、光耦、MOSFET、二极管等。我们将详细介绍这些元器件的选择原则，例如驱动芯片的选型要考虑驱动能力、隔离要求、保护功能等；耦合变压器的选型要考虑漏感、分布电容等。 驱动电路的保护功能设计： 为保证IGBT模块的安全运行，驱动电路必须集成必要的保护功能，如过电流保护、过电压保护、欠压保护、短路保护等。我们将详细介绍各种保护机制的实现原理和电路设计。 高级驱动技术与优化： 为了进一步提升IGBT的性能，我们将探讨一些高级驱动技术，如死区时间控制、米勒效应抑制、栅极电阻优化、信号整形技术等。这些技术能够显著降低IGBT的开关损耗，抑制EMI，并提高系统的整体效率和稳定性。 PCB布局与电磁兼容性（EMC）： 驱动电路的PCB布局对信号完整性和EMI有重要影响。我们将提供一些关于PCB布局的建议，以最小化寄生参数，优化信号路径，并提高系统的EMC性能。 第三部分：IGBT模块在工业应用中的实践 IGBT模块凭借其优异的性能，在众多工业领域得到了广泛的应用，成为现代电力电子设备的核心。本部分将聚焦IGBT模块在不同应用场景下的具体实现和技术挑战。 变频器与电机驱动： 变频器是IGBT最典型的应用之一，用于精确控制交流电机的转速和转矩。我们将深入探讨IGBT在三相逆变器拓扑中的应用，分析SPWM（空间矢量脉冲宽度调制）等控制策略，并介绍变频器在工业自动化、新能源汽车等领域的应用。 不间断电源（UPS）系统： UPS系统需要高可靠性和高效率的电力转换，IGBT模块在其中扮演着至关重要的角色。我们将分析IGBT在UPS的逆变器和整流器中的应用，介绍单相、三相UPS的拓扑结构，并探讨其在数据中心、医疗设备等领域的应用。 新能源发电与储能： 在太阳能光伏发电、风力发电等领域，IGBT模块是实现DC/AC能量转换的核心器件。我们将详细介绍IGBT在光伏逆变器、风力发电变流器中的应用，并探讨其在储能系统中的作用，如电池管理系统（BMS）和储能变流器。 电动汽车（EV）与混合动力汽车（HEV）： 随着汽车电气化的加速，IGBT模块在电动汽车的驱动系统、车载充电器、DC/DC变换器等关键部位发挥着核心作用。我们将深入分析IGBT在EV/HEV中的应用，探讨其性能要求以及面临的挑战。 感应加热与焊接设备： IGBT模块的高频、大功率特性使其成为高频感应加热、大功率焊接设备的关键部件。我们将介绍IGBT在这些应用中的工作原理，以及如何根据具体需求选择合适的IGBT模块和驱动方案。 开关电源（SMPS）与特种电源： 在各种高效率开关电源中，IGBT模块也扮演着越来越重要的角色，特别是在一些高压、大功率的开关电源设计中。我们将探讨IGBT在特种电源应用中的优势。 电网应用与柔性交流输电系统（FACTS）： 在智能电网的发展中，IGBT模块在高压直流输电（HVDC）、FACTS等关键技术中发挥着不可替代的作用，支撑着电网的稳定运行和优化。 本书并非仅仅停留在理论层面，而是力求将复杂的理论知识与实际应用相结合。通过对每一个技术点进行深入浅出的讲解，并辅以大量实际案例的分析，本书旨在帮助读者全面掌握IGBT模块的知识体系，理解其技术原理，掌握驱动电路的设计与优化技巧，并能够将其灵活应用于各种实际工程项目中，从而推动电力电子技术的进步与发展。无论您是从事电力电子研发的工程师，还是对电力电子技术充满兴趣的学生，抑或是需要了解IGBT模块在设备中作用的技术人员，本书都将为您提供宝贵的参考和指导。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经工作多年的工程师，我对技术文档的筛选标准是极其苛刻的——必须要有深度、有洞察力，并且能够引发新的思考。这本书的语言风格沉稳、逻辑严密，读起来非常“过瘾”。它不像某些翻译作品那样生硬拗口，这本中文版的翻译质量高得惊人，保留了原著的学术严谨性，同时又确保了中文读者的阅读流畅度。书中对于IGBT失效模式的分析，简直是教科书级别的故障排除指南。它系统地梳理了热失效、电应力失效、栅极驱动失效等多种可能导致器件损坏的原因，并且提出了相应的预防措施，这比单纯阅读器件数据手册要有效得多。读完这部分内容，我感觉自己对器件的“寿命管理”有了更深刻的理解，不再是简单地“不敢用太猛”，而是有了基于科学分析的保守与进取。这本书真正做到了传授“内功心法”，而非仅仅是招式套路。

评分☆☆☆☆☆

我是一个实践导向型的人，理论对我来说只有在能转化为实际操作时才具有意义。这本书在这方面做得极其出色，可以说是“理论与实践的完美结合体”。它没有陷入纯理论的泥潭，而是紧密围绕“驱动和应用”展开。书中有大量的实例电路图，从简单的钳位保护到复杂的闭环电流控制，每一种设计都有其背后的原因和优缺点分析。我特别喜欢它对各种典型应用场景的剖析，比如变频器、开关电源、感应加热等，作者没有用一概而论的方式，而是针对不同负载特性提出了定制化的解决方案。更难能可贵的是，书中甚至探讨了在恶劣工业环境下，如何设计出高可靠性的驱动电路，这在很多同类书籍中是很少被深入提及的。每一次我尝试按照书中的建议搭建一个小型测试平台时，都能清晰地感受到设计思路的优化带来的性能提升，这极大地增强了我对这本书的信任感。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，对于一个刚接触电力电子领域的新手来说，它就像一本黑暗中的指路明灯。我本来以为这种专业书籍肯定枯燥乏味，充满了晦涩难懂的公式和理论，读起来会非常吃力。但这本书的作者显然深谙如何将复杂的技术以清晰易懂的方式呈现出来。它的结构安排得非常合理，从最基础的物理原理讲起，逐步深入到IGBT的内部结构、工作机制，再到驱动电路的设计和实际应用中的挑战。我特别欣赏它在讲解不同类型IGBT模块时的对比分析，那种详尽到连封装材料的选择对热管理的影响都有提及的程度，简直是教科书级别的严谨。读完前几章，我感觉自己对功率半导体器件的认识上升到了一个新的高度，不再是那种“知道有这个东西”的层面，而是真正理解了它在现代电力系统中的核心地位。而且，书中的插图和图表制作得非常精美，逻辑性极强，常常能一图胜千言，极大地帮助了我理解那些抽象的概念。对于想要系统学习和深入理解IGBT技术的工程师或学生来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

如果用一个词来形容这本书的阅读体验，我会选择“充实”。它不是那种可以快速翻阅一遍就束之高阁的书籍，而是需要你带着笔记本、计算器甚至示波器去反复研读的工具书。每一次重读，都会有新的领悟。特别是涉及到最新的器件参数优化和热设计部分，其深度远超我预期的范围。它成功地搭建了一个从半导体物理到系统集成应用的完整知识体系。我甚至发现书中一些关于模块化设计的讨论，对我们当前进行产品平台化开发的工作提供了重要的启发。这本书的价值在于它的知识密度和体系完整性，它不仅仅是关于IGBT的介绍，更是关于如何利用这种核心器件构建高性能、高可靠性电力电子系统的思维训练手册。它有效地弥补了我在系统层面对功率半导体器件理解上的结构性缺陷，绝对是功率电子领域工程师案头必备的参考巨著。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿起这本书的时候，心里是带着一丝怀疑的，毕竟“原书第2版”意味着内容可能偏向传统，对于像IGBT这种发展飞速的技术领域来说，会不会有些滞后？然而，事实证明我的顾虑完全是多余的。这本书的编者在更新和修订过程中，非常注重对最新发展趋势的把握。尽管基础理论是永恒的基石，但书中关于先进的封装技术、碳化硅（SiC）等下一代器件的对比分析，以及最新的保护和控制策略的讨论，都体现出了强烈的时代感。我尤其对其中关于高频开关损耗优化的章节印象深刻，作者不仅仅停留在计算层面，还探讨了实际布局对寄生参数的影响，这对于追求极致性能的研发人员来说，简直是黄金信息。阅读过程中，我时不时会停下来，对比一下我们项目组正在使用的器件手册，发现书中的分析框架和提出的问题，正是我们当前遇到的瓶颈所在。这本书的价值不仅在于传授知识，更在于它提供了一种解决实际工程问题的思维导图。