电力电子系统可靠性 [中]钟树鸿

图书标准信息

• 作者 （中）钟树鸿，（中）王怀， （丹麦）弗雷德·布拉伯杰格，（美）迈克尔·派切特
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2024-05
• 版次 1
• ISBN 9787111754299
• 定价 150.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 408页
• 字数 497千字

【内容简介】

本书重点介绍电力电子系统可靠的分析和设计方法。电力电子系统可靠涉及可靠工程、材料科学与工程、电工电子技术、自动控制理论等，是一门多学科交的应用型技术。本书从元器件级出发，分别介绍各种工况下的开关管、开关模块、电容等元器件的多时间尺度寿命预测方法、在线监控技术和可靠提升策略，然后从系统级层面评估电力电子系统整体的可靠，并介绍其改善方法。本书旨在帮助从事电力电子、电气工程和可靠工程等相关领域的科研人员了解并掌握电力电子系统可靠的分析和设计方法，并将其灵活运用在科研台搭建和产品设计过程中，为促进我国电力电子产品可靠的提高贡献微薄之力。

【目录】

译者序

章可靠工程在电力电子系统中的应用

1.1电力电子系统的能指标

1.1.1电力电子变换器

1.1.2电力电子变换器的设计目标

1.1.3典型电力电子应用中的可靠需求

1.2电力电子与可靠工程

1.2.1可靠工程中的关键术语和指标

1.2.2电力电子与可靠工程的发展历史

1.2.3电力电子器件物理失效机理

1.2.4面向可靠的电力电子变换器设计

1.2.5可靠工程中加速测试的概念

1.2.6提高电力电子变换器系统可靠的策略

1.3电力电子可靠研究的挑战与机遇

1.3.1电力电子系统可靠研究的挑战

1.3.2电力电子可靠研究的机遇

参文献

第2章电力电子的异常检测和剩余寿命预测

2.1引言

2.2失效模型

2.2.1时间相关的电介质击穿模型

2.2.2基于能量的模型

2.2.3热循环模型

2.3用于失效机理分析的fmmea

2.4基于数据驱动的寿命预测方法

2.4.1变量缩减法

2.4.2mahalanobis距离确定故障阈值

2.4.3k-近邻算法

2.4.4基于粒子滤波的剩余寿命估计方法

2.4.5基于数据驱动的电路的异常检测和预测

2.4.6基于金丝雀方法的电路的异常检测和预测

2.5结

参文献

第3章电力电子变换器dc-link电容器可靠

3.1电力电子变换器dc-link电容器

3.1.1用于dc-link的几种典型电容器

3.1.2不同种类dc-link电容器的对比

3.1.3电力电子变换器中电容器的可靠挑战

3.2电容器的失效机理和寿命模型

3.2.1dc-link电容器的失效模式、失效机理和关键应力

3.2.2dc-link电容器的寿命模型

3.2.3湿度条件下dc-link电容器的加速寿命测试

3.3dc-link的可靠设计

3.3.1六种典型的dc-link设计方案

3.3.2容dc-link的可靠设计方法

3.4dc-link电容器的监测

参文献

第4章电力电子器件封装的可靠

4.1引言

4.2电力电子器件封装的可靠概念

4.3电力电子器件封装的可靠测试

4.3.1热冲击测试

4.3.2温度循环测试

4.3.3功率循环测试

4.3.4高压釜测试

4.3.5栅极电介质可靠测试

4.3.6高强度加速应力试验(hast)

4.3.7高温存储寿命(hstl)测试

4.3.8老化测试

4.3.9其他测试

4.4功率半导体封装或模块可靠

4.4.1焊接可靠

4.4.2键合线可靠

4.5高温电力电子模块的可靠

4.5.1功率衬底

4.5.2高温管芯附着可靠

4.5.3管芯顶面电气互连

4.5.4封装技术

4.6结

参文献

第5章功率半导体模块的寿命预测模型

5.1加速循环测试

5.2主要失效机理

5.3寿命模型

5.3.1热建模

5.3.2经验寿命模型

5.3.3基于物理的寿命模型

5.3.4基于pc寿命模型的寿命预测

5.4基于物理建模的功率半导体模块焊点寿命估计

5.4.1应力-应变(磁滞)焊接行为

5.4.2组成焊料方程

5.4.3clech算法

5.4.4基于能量的寿命预测模型

5.5基于物理建模的焊点寿命模型示例

5.5.1热

5.5.2应力-应变建模

5.5.3应力-应变分析

5.5.4模型验证

5.5.5寿命曲线的提取

5.5.6模型精度和参数敏感度

5.5.7寿命预测工具

5.6结

参文献

第6章电力电子变换器小化dc-link电容器设计

6.1引言

6.2能权衡

6.3无源方法

6.3.1无源滤波技术

6.3.2纹波减小技术

6.4有源方法

6.4.1功率解耦技术

6.4.2纹波减小技术

6.4.3控制和调制方法

6.4.4特殊电路结构

6.5结

参文献

第7章风力发电系统可靠

7.1引言

7.2主要风力发电系统中电力电子架构综述

7.2.1陆上和海上风电机组

7.3电力电子变换器可靠

7.3.1可靠结构

7.3.2scada数据

7.3.3变换器可靠

7.4组件的可靠fmea和前瞻对比

7.4.1简介

7.4.2组件

7.4.3小结

7.5故障的根本原因

7.6提升风电机组变换器的可靠和可用的方法

7.6.1结构

7.6.2热管理

7.6.3控制

7.6.4监测

7.7结

7.8建议

参文献

第8章提升电力电子系统可靠的主动热控制方法

8.1引言

8.1.1电力电子的热应力和可靠

8.1.2提高可靠的主动热控制概念

8.2减小热应力的调制方法

8.2.1调制方法对热应力的影响

8.2.2额定工况下的调制方法

8.2.3故障条件下的调制方法

8.3优化热循环的无功功率控制

8.3.1无功功率的影响

8.3.2基于dfig的风电机组的案例分析

8.3.3并联变换器案例分析

8.4基于有功功率的热控制

8.4.1有功功率对热应力的影响

8.4.2大型风电变换器中的储能装置

8.5结

参文献

第9章功率器件的寿命建模及预测

9.1引言

9.2功率模块的故障机理

9.2.1封装相关故障机理

9.2.2器件烧毁故障

9.3寿命模型

9.3.1寿命和可用

9.3.2指数分布

9.3.3威布尔分布

9.3.4冗余

9.4寿命建模及元器件设计

9.4.1基于任务剖面的寿命预测

9.4.2具有恒定故障率的系统的寿命建模

9.4.3低周疲劳的寿命建模

9.5结和结论

参文献

0章功率模块的寿命测试和监测

10.1功率循环测试方法概述

10.2交流电流加速测试

10.2.1简介

10.2.2交流功率循环测试的应力

10.3功率模块的老化失效

10.3.1导通电压测量方法

10.3.2电流测量

10.3.3冷却温度测量

10.4igbt和二极管的电压演变

10.4.1vce,on监测的应用

10.4.2老化和失效机理

10.4.3故障后调查

10.5芯片温度估计

10.5.1简介

……