Ned Mohan, Siddharth Raju

Leistungselektronik (eBook, PDF)

Eine Einführung
Übersetzer: Smoliner, Jürgen

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Leistungselektroniksysteme verstehen!

Das Buch bietet Studierenden der Elektrotechnik eine Einführung in die grundlegenden Konzepte der Leistungselektronik. Nach einem ausführlichen Einführungskapitel werden dann Themen wie Schaltnetzteile, Gleichstrom-Schaltwandler und Rückkopplungsregler behandelt.

Diodengleichrichter, Schaltungen zur Leistungsfaktorkorrektur und Schaltnetzteile werden ebenfalls diskutiert. Spätere Kapitel befassen sich mit dem Soft-Switching in Gleichspannungswandlern, mit den Spannungs- und Stromanforderungen verschiedener Leistungsanwendungen, mit sinusförmigen Gleich- und Niederfrequenz-Wechselspannungen, mit Thyristorwandlern und mit der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen.

Im Buch finden die Leserinnen und Leser detaillierte Informationen über:

• Die Eigenschaften verschiedener Leistungshalbleiter, die in leistungselektronischen Systemen unverzichtbar sind, sowie deren Schaltverhalten
• Grundlagen verschiedener Wandler und deren Betrieb sowie grundlegende Konzepte für die Rückkopplungssteuerung, veranschaulicht anhand von geregelten Gleichspannungswandlern
• Grundlegende Konzepte im Zusammenhang mit magnetischen Schaltkreisen, um ein Verständnis für Spulen und Transformatoren zu entwickeln, die in der Leistungselektronik benötigt werden
• Probleme im Zusammenhang mit hartem Schalten und einige der praktischen Schaltungen, bei denen dieses Problem durch weiches Schalten minimiert werden kann

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Produktdetails

• Verlag: Wiley-VCH
• Seitenzahl: 381
• Erscheinungstermin: 11. August 2025
• Deutsch
• ISBN-13: 9783527851201
• Artikelnr.: 75186830

Autorenporträt

Dr. Ned Mohan lehrte seit 1975 an die University of Minnesota, wo er Oscar A. Schott Professor für Leistungselektroniksysteme und Morse-Alumni Distinguished Professor war. Er war ein Fellow des IEEE und Mitglied der National Academy of Engineering. Er war außerdem Regents Professor an der Universität von Minnesota und hat sechs Lehrbücher bei Wiley veröffentlicht.

Dr. Siddharth Raju ist Assistant Professor an der University of Minnesota, USA. Er ist der Gründer von Sciamble Corp, einem Startup-Unternehmen, das sich auf schnelle Echtzeit-Prototyping-Lösungen spezialisiert hat.

Inhaltsangabe

Liste der Beispiele und Abbildungen
Vorwort des Übersetzers
Vorwort
Dank
Über die begleitende Website

Kapitel 1 Leistungselektronik: Eine Basistechnologie
1.1 Einführung in die Leistungselektronik
1.2 Anwendungen und die Rolle der Leistungselektronik
1.3 Leistungselektronik und erneuerbare Energien
1.4 Effizienz und Leistungsdichte
1.5 Struktur von Wandlersystemen
1.6 Der Spannungszwischenkreis
1.7 Neueste Entwicklungen bei Wide Bandgap- Halbleiterbauelementen
Literatur
Übungsbeispiele

Kapitel 2 Design des Leistungsschalters
2.1 Leistungstransistoren und Leistungsdioden
2.2 Wahl der Leistungstransistoren
2.3 Wahl der Leistungsdioden
2.4 Schaltcharakteristika und Leistungsverluste in Leistungsschaltern
2.5 Rechtfertigung der Annahme von idealen Schaltern und Dioden
2.6 Dimensionierungskriterien
2.7 Der PWM-IC
2.8 Hardware-Prototyping
Literatur
Übungsbeispiele
Anhang 2A: Rückwärtserholung und Leistungsverluste in Dioden

Kapitel 3 DC-DC-Schaltwandler: Schaltanalyse, Topologieauswahl und Design
3.1 DC-DC-Wandler
3.2 Der Leistungsschalter im stationären Gleichstrombetrieb
3.3 Vereinfachende Annahmen
3.4 Allgemeines Betriebsprinzip
3.5 Abwärtswandler im stationären DC-Betrieb
3.6 Aufwärtswandler im stationären DC-Betrieb
3.7 Inverswandler im stationären DC-Betrieb
3.8 Topologieauswahl
3.9 Worst-Case-Design
3.10 Synchron gleichrichtende Abwärtswandler für sehr kleine Spannungen
3.11 Verschachtelte Wandler
3.13 Dynamische Mittelwertdarstellung von Wandlern im CCM
3.14 Bidirektionale Leistungsschalter
3.15 Diskontinuierlicher Strommodus (DCM)
Literatur
Übungsbeispiele

Kapitel 4 Entwurf von Rückkopplungsreglern in Schaltnetzteilen
4.1 Einführung und Ziele der Rückkopplungsregelung
4.2 Regelungstheorie - Ein Überblick
4.3 Linearisierung der verschiedenen Blöcke in der Übertragungsfunktion
4.4 Entwurf eines Rückkopplungsreglers mit Spannungsregelung
4.5 Spitzenstromregelung
4.6 Entwurf von Rückkopplungsreglern im DCM
Literatur
Übungsbeispiele
Anhang 4A: Bodediagramme von Übertragungsfunktionen mit Polen und Nullstellen
Anhang 4B: Übertragungsfunktionen im kontinuierlichen Strommodus (CCM)
Anhang 4C: Herleitung der Parameter für die Übertragungsfunktionen der Regler

Kapitel 5 Netzgleichrichter mit Dioden
5.1 Einführung
5.2 Verzerrung und Leistungsfaktor
5.3 Klassifizierung der Schnittstellen zum Stromnetz
5.4 Dioden-Brückengleichrichter
5.5 Maßnahmen zur Vermeidung von Einschaltströmen
5.6 Benutzeranwendungen mit bidirektionalem Leistungsfluss
Literatur
Übungsbeispiele
Simulationsbeispiele

Kapitel 6 Leistungsfaktorkorrektur und Entwurf des Rückkopplungsreglers
6.1 Einführung
5.2 Betriebsprinzip von einphasigen PFC-Schaltungen
6.3 Steuerung von PFCs
6.4 Entwurf der inneren Stromregelschleife im Mittelwertmodell
6.5 Entwurf der äußeren Spannungsregelschleife
6.6 Beispiel eines Einphasen-PFC-Systems
6.8 Durchleitung der Eingangsspannung
6.9 Andere Regelungsmethoden für PFCs
Literatur
Übungsbeispiele
Anhang 6A
Anhang 6B

Kapitel 7 Magnetische Kreise
7.1 Amperewindungszahl und magnetischer Fluss
7.2 Induktivität
7.3 Faradays Gesetz
7.4 Streu- und Magnetisierungsinduktivitäten
7.5 Transformatoren
Literatur
Übungsbeispiele

Kapitel 8 DC-Schaltnetzteile
8.1 Anwendungen von DC-Schaltnetzteilen
8.2 Bedarf an elektrischer Isolation
8.3 Klassifizierung von transformatorisolierten DC-DC-Wandlern
8.4 Sperrwandler
8.5 Vorwärtswandler
8.6 Vollbrückenwandler
8.7 Halbbrücken- und Gegentaktwandler
8.8 Praktische Überlegungen
Literatur
Übungsbeispiele

Kapitel 9 Design von Hochfrequenzinduktivitäten und Transformatoren
9.1 Einführ