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内容大纲
本书主要介绍了电力电子变换器的主要部件——电感器和变压器等磁性元件，涉及磁心和绕组、涡流损耗、绝缘、散热设计、寄生电容和测量技术等。书中采用经典的设计方法，并使用有限元法等数值工具进行修正，以提高设计精度。
本书提出了一种包含涡流损耗的电感器和变压器的快速设计方法和一种计算涡流损耗的宽频带方法，用来计算导体与绕组中的涡流损耗；分别举例阐释了电感器与变压器的具体设计；分析了磁性元件的最优铜损耗与铁心损耗的比例。
本书主要读者为电力电子领域磁性元件的设计者和使用者，也可作为电力电子书籍的补充读物。 -
作者介绍
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目录
译者序
原书前言
关于作者
本书符号命名方法
第1章 磁理论基础
1.1 磁理论中的基本定律
1.1.1 安培定律和磁动势
1.1.2 法拉第定律和电动势
1.1.3 楞次定律和高斯定律在磁路中的应用
1.2 磁性材料
1.2.1 铁磁性材料
1.2.2 磁化过程
1.2.3 磁滞回线
1.2.4 磁导率
1.3 磁路
1.3.1 磁路基本定律
1.3.2 电感
1.3.3 变压器模型
1.3.4 磁场和电场的类比
参考文献
第2章 包含涡流损耗的快速设计方法
2.1 快速设计方法
2.1.1 磁不饱和散热受限的设计
2.1.2 磁饱和散热受限的设计
2.1.3 信号质量有限的设计
2.2 举例
2.2.1 磁不饱和散热受限的设计实例
2.2.2 磁饱和散热受限的设计实例
2.3 结论
附录
2.A.1磁不饱和散热受限设计下的铁氧体磁心比例法则
2.A.2宽频下的涡流损耗
2.A.3Mathcad示例文件
参考文献
第3章 软磁材料
3.1 磁心材料
3.1.1 铁基软磁材料
3.1.2 铁氧体
3.2 电力电子产品中磁心材料的对比与应用
3.3 软磁材料的损耗
3.3.1 叠层钢磁心损耗的简化方法
3.3.2 磁滞损耗
3.3.3 涡流损耗
3.3.4 剩余（残余，其他）损耗
3.4 非正弦电压波形下的铁氧体磁心损耗
3.4.1 验证斯坦梅茨方程
3.4.2 非正弦电压波形下铁氧体磁心损耗的斯坦梅茨方程自然扩展
3.5 包括磁滞效应的磁片的宽频率模型
3.5.1 具有恒定损耗角的阻抗
3.5.2 具有恒定损耗角材料的传输线法
3.5.3 宽频率复数磁导率函数
3.5.4 有功、无功和视在功率
3.5.5 饱和度的影响
3.5.6 典型材料的宽频率模型曲线
附录3.A 磁性薄片的功率和阻抗
参考文献
第4章 线圈绕组和电气绝缘
4.1 填充系数
4.1.1 圆形导线
4.1.2 箔式绕组
4.1.3 矩形截面导线
4.1.4 利兹线
4.2 导线长度
4.2.1 圆形线圈架
4.2.2 矩形线圈架
4.3 击穿的物理知识
4.3.1 空气击穿电压
4.3.2 固体绝缘材料的击穿电压
4.3.3 电晕放电
4.4 绝缘要求和标准
4.4.1 基础的、补充的和加强的绝缘
4.4.2 标准绝缘距离
4.4.3 电气强度测试
4.4.4 漏电流
4.5 散热要求和标准
4.5.1 绝缘材料和系统的热评估
4.5.2 感性（磁性）模块的要求和标准
4.5.3 导线的标准
4.6 磁性元件制造表
参考文献
第5章 导体中的涡流
5.1 引言
5.2 基本近似
5.2.1 低频近似
5.2.2 高频近似
5.2.3 损耗的叠加
5.2.4 宽频近似
5.3 矩形导体中的涡流损耗
5.3.1 横向磁场中矩形载流导体的涡流损耗精确解
5.3.2 矩形导体损耗的低频近似
5.3.3 矩形导体损耗的高频近似
5.3.4 间隔矩形导体的损耗
5.4 圆形导体的圆正交法
5.4.1 等效矩形原理
5.4.2 改写后的方程
5.4.3 低频近似
5.4.4 改进的圆正交法
5.4.5 圆正交法的讨论
5.5 圆形载流导体损耗的二维计算方法
5.5.1 精确解
5.5.2 低频和高频近似
5.5.3 宽频近似
5.6 均匀横向交流磁场中圆形导体的损耗
5.6.1 精确解
5.6.2 低频近似
5.6.3 高频近似
5.6.4 宽频近似
5.6.5 讨论
5.7 圆形导体的低频二维近似方法
5.7.1 圆形导体的直接积分法
5.7.2 三磁场近似
5.7.3 在磁性窗口中使用镜像的方法
5.7.4 第一个无穷项求和的消除
5.8 计算绕组涡流损耗的宽频方法
5.8.1 利用偶极子分析其他导线的高频效应
5.8.2 采用有限元调节的宽频方法
5.8.3 高频率、高填充因子的影响
5.8.4 宽频方法的总结
5.8.5 解析方法的比较
5.9 箔式绕组损耗
5.9.1 平行于箔片的均匀磁场
5.9.2 气隙引起的损耗
5.9.3 箔导体的边缘电流
5.9.4 箔式绕组的结论
5.10 平面绕组的损耗
附录5.A.1 矩形导体涡流的一维模型
附录5.A.2 圆导线中涡流损耗的低频二维模型
附录5.A.3 电感器的磁场因子
参考文献
第6章 热方面
6.1 快速热设计方法（0级热设计）
6.1.1 铁氧体的比耗散功率p
6.1.20 级热设计的结论
6.2 单个热阻设计方法（1级热设计）
6.3 经典传热机制
6.3.1 传导传热
6.3.2 对流传热
6.3.3 辐射传热
6.4 使用热阻网络的热设计（2级热设计）
6.4.1 热阻
6.4.2 确定温升
6.5 磁性元件传热理论的贡献
6.5.1 实践经验
6.5.2 自然对流系数hc的精确表达
6.5.3 强制对流
6.5.4 热阻网络的关系
6.6 瞬态传热
6.6.1 磁性元件的热电容
6.6.2 瞬态加热
6.6.3 绝热负载条件
6.7 总结
附录6.A 磁性元件的精确的自然对流模型
6.A.1 实验设计
6.A.2 箱式模型的热测量
6.A.3 基于EE变压器模型的热测量
6.A.4 对流系数hc的精确表达式的推导
6.A.5 实验结果和提出的热模型的比较
参考文献
第7章 磁性元件的寄生电容
7.1 绕组间的电容：互电容
7.1.1 互电容的影响
7.1.2 计算互电容和等效电压
7.1.3 互电容的测量
7.2 绕组的自电容：内部电容
7.2.1 内部电容的影响
7.2.2 计算绕组的内部电容
7.2.3 测量绕组的内部电容
7.3 绕组和磁性材料之间的电容
7.4 减少寄生电容影响的实用方法
7.4.1 降低绕组内部电容
7.4.2 减少互电容的影响
7.4.3 屏蔽
参考文献
第8章 电感器的设计
8.1 空心线圈及其形状
8.1.1 空心线圈
8.1.2 螺线管
8.1.3 环形线圈
8.1.4 矩形截面线圈
8.2 电感器的形状
8.3 典型的铁氧体电感器形状
8.4 带磁心的绕线电感器的边缘效应
8.4.1 中柱气隙、垫片和边柱气隙的电感器
8.4.2 中柱气隙电感器的简化设计方法
8.4.3 气隙电感器边缘磁导近似值的修正
8.5 电感绕组的涡流
8.5.1 已有方法介绍
8.5.2 多气隙电感器
8.5.3 避免绕组靠近气隙
8.6 箔式绕组电感器
8.6.1 箔式电感器——理想情况
8.6.2 单个和多个气隙的箔式电感器设计
8.6.3 气隙电感器中箔式绕组的涡流损耗
8.6.4 平面电感器
8.7 不同应用场合的电感器
8.7.1 直流电感器
8.7.2 高频电感器
8.7.3 DC-HF组合式电感器
8.8 不同类型电感器的设计实例
8.8.1 升压变换器电感器的设计
8.8.2 耦合电感器的设计
8.8.3 反激式变压器的设计
附录8.A.1 有气隙的绕线电感器的边缘系数
附录8.A.2 利兹线-实心导线组合式电感器的解析模型
参考文献
第9章 变压器的设计
9.1 电力电子变压器的设计
9.2 励磁电感
9.2.1 基础
9.2.2 设计
9.3 漏感
9.3.1 同心绕组的漏感
9.3.2 独立位置的绕组漏感
9.3.3 变压器T、L和M模型中的漏感
9.4 利用并联导线和利兹线
9.4.1 并联导线
9.4.2 使用磁路对称的并联绕组
9.4.3 使用利兹线
9.4.4 半匝导线
9.5 交错绕组
9.6 频率分量的叠加
9.6.1 磁性材料
9.6.2 导体中的涡流
9.7 模式叠加
参考文献
第10章 磁性元件的最优铜损耗/铁心损耗比
10.1 简化方法
10.1.1 变压器
10.1.2 电感器
10.2 一般情况下的损耗最小化
10.3 无涡流损耗的损耗最小化
10.3.1 恒定铜线体积
10.3.2 恒定铜线截面
10.3.3 相等的磁心和铜表面温度
10.4 包含低频涡流损耗的损耗最小化
10.4.1 恒定铜线截面
10.4.2 恒定铜线体积
10.4.3 可变的导线截面和匝数
10.4.4 更一般的涡流问题
10.5 总结
10.6 举例
参考文献
第11章 测量
11.1 引言
11.2 温度测量
11.2.1 热电偶测量
11.2.2 PT100热敏电阻温度测量
11.2.3 NTC热敏电阻温度测量
11.2.4 玻璃光纤温度测量
11.2.5 红外表面温度测量
11.2.6 测温漆和测温带
11.2.7 绕组电阻的测量方法
11.3 功率损耗测量
11.3.1 功率表测量电路
11.3.2 示波器测量
11.3.3 阻抗分析仪和RLC测量仪
11.3.4 LC网络的Q值测试
11.3.5 通过热阻估算功耗
11.3.6 量热仪测量损耗
11.4 电感值的测量
11.4.1 电感器的电感值测量
11.4.2 变压器的空载试验
11.4.3 短路试验
11.4.4 测量变压器的电感值
11.4.5 低电感值的测量
11.5 磁心损耗测量
11.5.1 经典四线法
11.5.2 两线法
11.5.3 实用的铁氧体功率损耗测量装置
11.6 寄生电容值的测量
11.6.1 绕组间电容的测量
11.6.2 绕组等效并联电容值的测量
11.7 综合测量仪器
参考文献
附录
附录A 波形的RMS值
A.1 定义
A.2 一些基本波形的RMS值
A.2.1 不连续的波形
A.2.2 重复的线性波形
A.2.3 由不同的线性部分组成的周期波形
A.3 常见波形的RMS值
附录B 磁心数据
B.1 ETD磁心数据（经济型变压器设计磁心）
B.2 EE磁心数据
B.3 平面EE磁心数据
B.4 ER磁心数据
B.5 UU磁心数据
B.6 环状磁心数据（环形磁心）
B.7 P磁心数据（罐状磁心）
B.8 PQ磁心数据
B.9 RM磁心数据
B.10 其他信息
附录C 铜导线数据
C.1 圆导线数据
C.2 美国线规数据
C.3 利兹线数据
附录D 数学函数
参考文献
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