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出版者:高等教育出版社

作者:浣喜明

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-09-01

价格:600.0

装帧:

isbn号码:9781111111830

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图书标签:

• 电力电子技术
• 电子教案
• 电路分析
• 电力系统
• 开关电源
• 变流器
• 逆变器
• 电力电子器件
• 教学
• 教材

《电力电子技术》：一窥现代电力系统的核心奥秘 电力电子技术，作为一门连接信息技术与电力工程的交叉学科，在当今社会扮演着愈发重要的角色。它不仅是现代电力系统可靠运行的基石，更是推动新能源发展、提升能源效率、实现智能制造的关键驱动力。本书旨在为读者提供一个全面而深入的电力电子技术知识体系，从基础理论到前沿应用，层层剥离，清晰呈现。 第一章：基础理论与器件模型 本章将带领读者回顾电力电子技术所依赖的必要基础知识。首先，我们将深入探讨半导体器件的物理特性，包括二极管、晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等关键电力电子器件的工作原理、特性曲线以及各种模型。理解这些器件的开关特性、损耗机制和驱动要求，是掌握后续电路设计的基础。我们将以图文并茂的方式，详细解析PN结的形成、载流子注入与扩散、以及在外加电压下的导通和关断过程。对于各种电力电子器件，我们将深入分析其功率损耗与散热问题，并介绍常用的等效电路模型，为后续的电路分析奠定理论基础。 第二章：电力电子变换器基础 电力电子变换器是实现电能形式转换的核心单元。本章将系统介绍各类基本变换器的工作原理、拓扑结构及性能分析。我们从最简单的DC-DC变换器（如升压、降压、升降压变换器）入手，深入剖析其工作模式、开关函数法分析、纹波分析以及输出电压的稳态和动态特性。随后，我们将逐步引入AC-DC变换器（整流器），包括相控整流和不控整流，探讨其功率因数、谐波特性以及滤波设计。接着，AC-AC变换器（如交流调压器、变频器）的原理也将得到详尽阐述，重点关注其在电压和频率控制方面的应用。最后，DC-AC变换器（逆变器）将是本章的重点，包括方波逆变、SPWM（正弦脉冲宽度调制）逆变等，深入分析其输出波形、谐波抑制及控制策略。每种变换器都将配以详细的电路图和波形图，通过多角度的阐释，帮助读者构建清晰的变换器工作机制认知。 第三章：电力电子系统的设计与控制 掌握了变换器的工作原理后，本章将聚焦于如何将这些基本单元有机地组合起来，构建功能完善的电力电子系统，并对其进行有效的控制。我们将探讨不同拓扑结构变换器的集成与优化，例如多电平变换器在解决高压大功率问题中的应用，以及软开关技术（ZVS、ZCS）在降低开关损耗、提高效率方面的作用。控制策略是电力电子系统稳定高效运行的关键，本章将详细介绍PID控制、滞环控制、模型预测控制等主流控制方法，并分析其在不同变换器应用场景下的优劣。此外，滤波器设计（输入滤波器、输出滤波器）、缓冲电路设计以及散热设计等关键的工程实践内容也将得到充分讲解，强调理论与实践相结合的重要性。 第四章：电力电子在新能源领域的应用 新能源的蓬勃发展为电力电子技术提供了广阔的舞台。本章将重点介绍电力电子在太阳能发电、风力发电、电动汽车充电等领域的关键应用。对于太阳能光伏发电系统，我们将解析最大功率点跟踪（MPPT）技术的原理与实现，以及并网逆变器的设计与控制，确保光伏能源的高效利用与电网的稳定接入。在风力发电领域，我们将深入探讨变桨控制、变频控制与发电机的配合，以及低压穿越（LVRT）和高压穿越（HVRT）等关键技术。电动汽车充电系统，包括交流慢充、直流快充以及无线充电技术，其电力电子变换器的设计与控制也将是本章的讨论重点，强调安全、高效、智能的充电体验。 第五章：电力电子在其他新兴领域的应用 除了新能源领域，电力电子技术还在更多新兴领域展现出巨大的潜力。本章将拓展视野，探讨电力电子在工业电源、电磁兼容（EMC）、电力质量（PQ）以及智能电网等方面的应用。工业电源方面，我们将介绍开关电源、不间断电源（UPS）以及高频感应加热电源等，分析其设计要点和可靠性保障。在电磁兼容和电力质量方面，我们将阐述谐波源分析、滤波器设计以及无功补偿技术，旨在提高电能的纯净度。最后，本章将展望电力电子技术在智能电网中的作用，例如在柔性直流输电（HVDC）、分布式发电接入、需求侧管理等方面的应用，勾勒出未来电网的发展蓝图。 本书内容丰富，逻辑清晰，既注重理论的深度，又兼顾实践的应用。通过对电力电子技术各个层面的深入剖析，读者将能够深刻理解现代电力系统的运行机制，掌握设计与控制各类电力电子设备的核心技术，并为投身于电力电子及相关领域的研发与应用奠定坚实的基础。无论是希望系统学习电力电子技术的在校学生，还是希望更新知识储备的行业从业者，本书都将是一份宝贵的参考资料。

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要评价一本专业书籍，不能不提它的参考价值。这本书在我工作台上的使用频率，几乎可以和我的设计软件手册媲美。它的附录部分做得非常实用，里面汇集了大量的常用元件参数、标准规范的查阅索引以及一些关键公式的速查表。在紧急情况下需要快速验证设计参数时，这些附录资料简直是救命稻草。而且，作者在行文中对不同理论的“适用范围”界限划分得非常清晰。例如，在讨论控制带宽的设计时，它会明确指出，对于快速响应系统，应该如何调整，而对于对纹波抑制要求高的系统，又应该偏向哪种策略。这种对情境敏感的指导，避免了读者生搬硬套理论公式的误区。总的来说，这本书的价值远超其作为一本“教案”的定位。它更像是一位资深专家的“经验宝典”，里面渗透着大量的试错成本和时间积累下来的智慧。对于任何一个需要在电力电子领域深耕的人来说，这本书都是一本值得反复研读、常读常新的工具书和知识库。

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说实话，我是在一个非常偶然的机会下接触到这本“电力电子技术”的。当时我正焦头烂额地处理一个项目中的电源纹波问题，市面上找了好几本相关的书籍，要么是太偏向理论推导，公式多到让人头皮发麻，要么就是过于侧重应用，基础概念又讲得含糊不清。直到我翻到这本，那种感觉就像是找到了“对的钥匙”。它的叙述方式非常注重知识的传承性，不是孤立地介绍技术点，而是将它们置于整个电力电子技术发展的大背景下进行阐述。比如，它在介绍新型宽禁带器件如SiC和GaN时，会先回顾传统硅基器件的瓶颈，让你明白为什么要引入这些新材料。这种“来龙去脉”的讲解方式，极大地提升了我的理解深度。我尤其欣赏它在“控制”部分的处理。现代电力电子系统，设计成功与否的关键往往在于控制算法的优劣。这本书花了相当大的篇幅来探讨数字控制的实现，从采样周期的选择到PID参数的整定，都给出了非常实用的指导性意见，而不是那种教科书式的理想化描述。读完这一部分，我感觉自己对构建一个稳定、高性能的闭环控制系统有了更清晰的路线图。这本书，对于那些希望从“会用”到“精通”的工程师来说，无疑是一剂强心针。

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我通常阅读技术书籍的习惯是，会大量使用荧光笔和便签纸，把关键点标记出来。但这本《电力电子技术》给我的感受是，几乎每一页都有值得标记的内容，这反而让我有些手足无措（笑）。它最大的优点在于其知识覆盖面的广度和深度达到了一个令人敬佩的平衡。它既有对基本开关电源拓扑的详尽剖析，又不放过对新兴应用领域，比如电动汽车的电池管理系统（BMS）和光伏并网逆变器中涉及的特殊技术细节。我特别关注了其中关于EMI/EMC兼容性设计的那一章。在实际工程中，设计一个功能正确的电路是一回事，设计一个符合电磁兼容标准的电路又是另一回事。很多教材往往只是蜻蜓点水。但这本书用专门的章节来论述布局、屏蔽和滤波器的设计原则，并且结合了具体的案例说明了“哪里容易出错”以及“如何避免”。这种实战经验的传递，是单纯通过理论学习很难获得的宝贵财富。它让我意识到，优秀的电力电子设计，是理论、实践与工程规范三者的完美结合。

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这本书的装帧设计可以说是“返璞归真”的典范。厚实的纸张，内页排版虽然信息量很大，但通过合理的留白和清晰的字体选择，保证了长时间阅读的舒适度。最让我印象深刻的是，作者在处理那些复杂的数学模型时，总是能找到一个平衡点——既保证了理论的严谨性，又避免了过度的数学形式化，让人不至于在公式的海洋里迷失方向。举个例子，在讲解谐波分析时，它没有直接抛出傅里叶级数的所有复杂公式，而是先用直观的波形叠加图来展示谐波的构成，然后再引出数学工具，这种由浅入深的引导，极大地降低了读者的心理门槛。而且，我发现这本书在内容更新上做得相当到位，它提到了不少近几年才开始受到关注的前沿技术，比如多电平逆变器在电网接入方面的挑战，以及无传感器控制的一些新进展。这表明作者团队对行业动态保持着高度的敏感性。它不仅仅是一本知识的汇编，更像是一份具有前瞻性的行业观察报告。对于刚入行的研究生来说，这本书提供了非常扎实的理论基础和前沿视野的结合点。

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这本书，嗯，我拿到手里的时候，就被它那沉甸甸的质感吸引了。封面设计得相当朴实，没有太多花哨的图案，直接点出了主题，显得非常专业。我本来以为它会是一本晦涩难懂的教科书，毕竟“电力电子技术”这个领域听起来就够硬核的了。结果翻开目录，发现它条理清晰，结构安排得很有逻辑性。从基础的半导体器件原理讲起，逐步深入到各种拓扑结构的应用，最后还提到了现代电力电子系统中的控制策略。作者在讲解那些复杂的电路图时，配有大量的实例分析，这对我这种喜欢“动手实践”的读者来说，简直是福音。比如，他不是简单地告诉你一个DC-DC变换器的工作原理，而是会结合实际的工业应用场景来剖析，让你能直观地理解为什么需要这种拓扑，以及它在特定场合下的优势和局限。阅读过程中，我发现作者的语言风格非常严谨，但又不失亲和力，有些地方用比喻来解释概念，让人茅塞顿开。总而言之，这本书更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你，而不是冷冰冰的理论堆砌。特别是关于开关损耗和散热设计的章节，讲得特别透彻，对于想深入研究高效能电源设计的同行来说，绝对是不可多得的参考资料。我打算回去好好把书里的仿真案例跑一遍，看看理论和实际的吻合度究竟如何。

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