電力電子裝置中的信號隔離技術（簡體書）

本書把電力電子裝置研發過程中涉及的信號隔離技術整合起來，涵蓋了傳感器輸出信號、通信模塊、I/O端口、觸發脈衝、狀態反饋信號在內的全部弱信號的安全隔離技術，並以一個剛剛從事這方面研發工作的硬件工程師視角出發，進行素材遴選、內容編排，避免晦澀難懂而影響學習效果。本書內容包括模擬信號的隔離處理技術、數字信號的隔離處理技術和通信信號的隔離處理技術以及它們在應用過程中的電磁兼容性技術等，闡釋典型信號隔離器的選型方法和分析步驟，尤其是隔離器件的外圍電路設計技巧、參數計算理論等，並結合工程實踐，根據入門基礎、經驗技巧、設計案例和心得體會等不同層面，進行歸類、凝練和拓展。理論與實踐相結合，既有理論設計、分析與計算(含仿真驗證)，又有實踐與實戰的拔高。

剛進入電力電子設計領域的重要參考書

電力電子新技術系列圖書序言

前言

第1章隔離處理技術基礎知識1

1.1隔離技術概述1

1.1.1電氣隔離基本概念1

1.1.2電氣隔離的作用4

1.2電氣隔離的重要方法5

1.2.1應用概述5

1.2.2電子電路隔離環節7

1.2.3測量系統隔離環節8

1.2.4供電系統隔離環節10

1.3應用於PEE中的典型隔離技術13

1.3.1隔離驅動技術13

1.3.2多路數據采集系統的隔離技術17

第2章典型隔離器件基礎知識22

2.1光耦隔離技術22

2.1.1基本原理22

2.1.2關鍵性參數23

2.1.3光耦典型拓撲及其選型方法26

2.2磁變壓器隔離技術32

2.2.1基本原理32

2.2.2關鍵參數36

2.3機電隔離技術38

2.3.1概述38

2.3.2基本原理38

2.3.3繼電器接線方法42

2.3.4繼電器的關鍵參數44

2.3.5繼電器選型方法44

2.3.6數字隔離技術對比50

2.4隔離放大器技術51

2.4.1概述51

2.4.2基本原理52

2.4.3關鍵性參數53

2.4.4隔離放大器對比54

2.5隔離電路設計示例55

2.5.1概述55

2.5.2光耦驅動繼電器示例分析56

2.6狀態反饋信號的數字式隔離設計60

2.6.1概述60

2.6.2狀態反饋信號噪聲產生機理分析61

2.6.3隔離器總體方案分析61

第3章應用於電力電子裝置中的模擬信號隔離處理技術63

3.1隔離放大器技術63

3.1.1光耦式放大器63

3.1.2隔離柵式放大器76

3.1.3變壓器式放大器86

3.1.4隔離放大器關鍵性參數指標91

3.1.5使用隔離放大器的注意事項91

3.1.6隔離放大器的選擇方法93

3.2隔離A/D轉換器技術94

3.2.1概述94

3.2.2變壓器式隔離型 A/D轉換器95

3.2.3光耦式隔離型A/D轉換器104

3.2.4使用隔離型A/D轉換器的注意事項109

3.3模擬信號典型隔離處理示例109

3.3.1概述109

3.3.2典型隔離電路分析111

3.3.3隔離式模擬電路設計示例118

3.3.4電機控制電流隔離式檢測電路設計示例122

3.4測控系統抗干擾設計示例124

3.4.1概述124

3.4.2測控系統中電磁干擾的主要來源126

3.4.3抑制電磁干擾的典型措施127

3.5典型綜合應用示例134

3.5.1三相逆變變換器中的隔離器件134

3.5.2伺服控制變換器中的隔離器件137

3.5.3光伏變換器中的隔離器件141

3.5.4配電系統中的隔離器件147

第4章應用於電力電子裝置中的數字信號隔離處理技術153

4.1概述153

4.2光耦的典型應用155

4.2.1基本應用155

4.2.2基於光耦驅動交流負載的實例分析157

4.2.3基於光耦的晶閘管觸發電路158

4.2.4基於光耦的IGBT觸發電路163

4.3磁隔離器件典型應用181

4.3.1通用型數字磁隔離器181

4.3.2集成DC/DC的數字磁隔離器187

4.3.3基於磁隔離器的觸發電路189

4.3.4使用磁隔離器的注意事項200

4.4繼電器件典型應用203

4.4.1概述203

4.4.2繼電器使用技巧203

4.5光纖連接器典型應用213

4.5.1概述213

4.5.2光纖收發器HFBR-05XX使用技巧213

4.5.3光纖收發器HFBR-04XX使用技巧216

4.6典型綜合應用示例218

4.6.1蓄電池充電器中的隔離器件218

4.6.2再生能源儲存變換器中的隔離器件221

4.6.3數字電流環變送器設計分析230

第5章應用於電力電子裝置中的通信隔離處理技術240

5.1概述240

5.1.1通信隔離處理的必要性240

5.1.2通信隔離設計的重要內容242

5.2串口RS-232通信及其隔離措施243

5.2.1概述243

5.2.2隔離型RS-232收發器247

5.2.3RS-232接口電路的防護設計254

5.3串口RS-422/485通信及其隔離措施257

5.3.1概述257

5.3.2隔離型RS-422/485收發器264

5.3.3基於光耦的RS-422/485收發器設計273

5.3.4RS-422/485接口電路的防護設計276

5.4USB通信及其隔離措施278

5.4.1概述278

5.4.2USB總線隔離器282

5.4.3USB接口電路的防護設計291

5.5SPI通信及其隔離措施293

5.5.1概述293

5.5.2SPI總線磁隔離器基本原理298

5.5.3SPI接口電路的防護方法310

5.6CAN通信及其隔離措施312

5.6.1概述312

5.6.2CAN總線磁隔離器基本原理316

5.6.3基於光耦的CAN收發器320

5.6.4CAN總線電磁兼容設計322

5.6.5CAN接口電路的防護方法323

5.7I2C通信及其隔離措施325

5.7.1概述325

5.7.2I2C總線磁隔離器基本原理328

5.7.3I2C接口電路的防護方法334

5.8典型綜合應用示例335

5.8.1概述335

5.8.2電動汽車驅動系統示例分析338

參考文獻346