基本信息
书名：电力电子技术
定价：37.00元
作者：林云,管春著
出版社：人民邮电出版社
出版日期：2012-06-01
ISBN：9787115276070
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.381kg
编辑推荐
林云、管春编著的《电力电子技术》涉及知识较广，综合了电路理论、磁路理论、控制理论以及电子技术等有关理论的基础内容。本书注重建模分析模型，以便使读者能够看懂原理图，以及设计电源电路。同时，本书强调了小信号的分析与建模、控制器的设计等内容。在编写的过程中，编者力图做到文字流畅、概念清晰，叙述深入浅出，利于读者阅读。
内容提要
林云、管春编著的《电力电子技术》讲述了电力电子技术的基本理论与基本分析方法，包括功率开关器件的原理、功率变换电路的原理、控制部分的原理和相关电路与系统的分析等。《电力电子技术》的主要内容包括不可控、半控及全控的功率半导体器件原理及分析，PWM开关变换器的拓扑结构，PWM开关器件的稳态建模，小信号建模，控制器设计，高频磁芯元件的分析与设计，PWM开关芯片、软开关芯片的原理分析及软开关原理。《电力电子技术》可以作为高等院校相关专业的学生教材，也可以作为从事开关电源UPS等电力电子装置开发、设计工程技术人员参考用书。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电力电子变换与控制》 内容梗概 本书深入探讨电力电子变换器及其控制策略的核心原理与技术。全书共分为十章，系统性地介绍了不同类型电力电子变换器的拓扑结构、工作原理、关键参数设计以及实际应用。同时，对现代电力电子系统的控制方法进行了详细阐述，涵盖了传统的模拟控制技术以及先进的数字控制技术，旨在为读者提供全面而深入的理论知识和实践指导。 第一章 绪论 本章首先对电力电子技术的发展历程、重要性及其在现代社会中的广泛应用进行了回顾与展望。随后，系统性地介绍了电力电子技术的基本概念，包括功率半导体器件的分类与特性，如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等，并简要提及了它们在不同电力电子器件中的应用场景。接着，详细阐述了电力电子变换器的基本分类，如AC-DC变换（整流）、DC-AC变换（逆变）、DC-DC变换（斩波）和AC-AC变换（变频）等。最后，为后续章节的学习奠定了理论基础，强调了理解和掌握电力电子技术对于能源、电力、工业自动化、通信以及消费电子等领域的重要性。 第二章 半导体功率器件 本章聚焦于构成电力电子变换器核心的半导体功率器件。首先，详细分析了二极管的特性，包括正向导通、反向阻断特性，以及各种类型二极管（如整流二极管、肖特基二极管、快恢复二极管）的性能差异。随后，深入探讨了晶闸管（SCR）的工作原理，包括触发导通、门极控制关断（GTO）以及不同类型晶闸管（如双向晶闸管BT、逆变晶闸管GTO）的特点。重点讲解了MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的结构、工作原理、开关特性、导通损耗和关断损耗等关键参数，分析了它们在不同应用场合的优劣势。此外，还对某些新型功率器件，如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件进行了介绍，强调了其在高频、高温等极端条件下的优越性能。本章旨在使读者能够清晰地理解各种功率器件的工作机理、性能指标以及选择依据。 第三章 直流斩波器（DC-DC变换器） 本章系统阐述了各种直流斩波器（DC-DC变换器）的原理与设计。首先，介绍了DC-DC变换器在改变直流电压幅值方面的作用，并重点讲解了四种基本拓扑：升压斩波器（Boost）、降压斩波器（Buck）、升降压斩波器（Buck-Boost）以及升压降压斩波器（SEPIC）。对每种拓扑的电路结构、工作模式、电压转换比、输出纹波以及电感和电容的计算进行了详细的推导和分析。接着，深入探讨了更复杂的DC-DC变换器拓扑，如Cuk变换器、反激变换器（Flyback）、正激变换器（Forward）等，分析了它们的隔离特性、能量存储机制以及适用范围。本章还讨论了DC-DC变换器的效率优化，包括降低开关损耗和传导损耗的方法，以及输出电压纹波的抑制技术。 第四章 整流电路（AC-DC变换器） 本章详细介绍了不同类型的整流电路，即AC-DC变换器。首先，从单相整流电路开始，讲解了单相半波整流、单相全波桥式整流以及带电容滤波的整流电路的工作原理、输出电压和电流波形、整流系数、利用系数以及纹波系数。随后，扩展到三相整流电路，包括三相半波整流、三相全波桥式整流，并分析了它们在工业应用中的优势，如输出电压平滑度更高、利用系数更高。接着，详细介绍了可控整流电路，如单相和三相可控整流电路，重点讲解了晶闸管（SCR）在控制整流过程中的作用，分析了输出电压的控制范围、相位控制原理以及有功功率因数。本章还讨论了不同整流电路的谐波特性，以及改善功率因数和降低谐波的措施，如采用有源滤波器和多脉冲整流技术。 第五章 逆变电路（DC-AC变换器） 本章专注于DC-AC变换器，即逆变电路。首先，介绍了逆变电路在将直流电转换为交流电方面的作用。重点讲解了单相桥式逆变电路，包括其工作原理、不同开关模式下的输出电压波形，以及如何通过控制开关器件实现不同幅值和频率的交流输出。随后，扩展到三相桥式逆变电路，分析了其输出三相交流电的特性，以及在中性点钳位（NPC）和多电平逆变器中的应用。详细阐述了脉宽调制（PWM）技术，包括不同类型的PWM策略（如正弦PWM、三角波PWM、空间矢量PWM）及其在控制逆变器输出电压幅值和频率方面的原理，以及如何通过PWM技术来改善输出波形质量和降低谐波。本章还讨论了逆变器的死区时间控制，以避免桥臂直通的故障，并提及了无感控制逆变器等高级控制技术。 第六章 AC-AC变换器 本章介绍了AC-AC变换器，即变频变压电路。首先，阐述了AC-AC变换器在改变交流电压幅值和频率方面的应用。重点介绍了两大类AC-AC变换器：直接AC-AC变换和间接AC-AC变换。直接AC-AC变换器，如AC-AC斩波器（周波变换器），通过对交流电压进行周期性的开关控制，直接实现电压幅值和频率的改变，但其输出波形存在一定的谐波。接着，详细介绍了间接AC-AC变换器，它首先通过整流器将交流电转换为直流电，然后再通过逆变器将直流电转换为所需幅值和频率的交流电。重点分析了这类变换器在变频调速中的应用，如常见的V/f控制策略，以及如何通过PWM技术实现精确的频率和电压控制。本章还讨论了AC-AC变换器的功率因数问题，以及如何通过控制策略进行改善。 第七章 开关模式电源（SMPS） 本章详细介绍了开关模式电源（SMPS）的设计与应用。首先，解释了SMPS相比于线性电源的优势，如高效率、体积小、重量轻等。随后，深入分析了SMPS的几种典型拓扑结构，包括反激式（Flyback）、正激式（Forward）、半桥式（Half-Bridge）、全桥式（Full-Bridge）、推挽式（Push-Pull）以及LLC谐振变换器等。对每种拓扑的工作原理、电压转换范围、隔离方式、能量存储与传递过程进行了详细的分析。重点讲解了SMPS的设计流程，包括输入电压范围、输出电压与电流要求、效率目标、器件选择、电感与电容参数计算、变压器设计以及PCB布局等关键环节。此外，还讨论了SMPS的EMI（电磁干扰）抑制技术、输出电压的稳定控制以及各种保护功能的设计。 第八章 电力电子变换器的控制策略 本章深入探讨了电力电子变换器中的各种控制策略。首先，从基础的闭环控制系统入手，介绍了PID（比例-积分-微分）控制器在稳压和稳流控制中的应用，并分析了PID参数整定的方法。接着，介绍了开关频率采样控制，如电压模式控制和电流模式控制（电压外环，电流内环），以及它们在DC-DC变换器中的应用。详细阐述了滞环控制（Hysteresis Control）的工作原理，以及其在逆变器等应用中的优缺点。随后，重点介绍了各种PWM（脉宽调制）调制技术，包括单相和三相PWM，如正弦PWM、三角波PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等，并分析了它们在改善输出波形质量、降低谐波和提高效率方面的作用。最后，提及了一些先进的控制技术，如数字控制、模型预测控制（MPC）以及自适应控制等，为实现更高效、更智能的电力电子系统提供了前沿视角。 第九章 变频调速技术 本章专门探讨了变频调速技术在电机驱动领域的应用。首先，阐述了变频调速的基本原理，即通过改变施加于电动机的交流电压频率和幅值来控制电动机的转速。重点介绍了感应电动机的变频调速方法，包括V/f恒压恒频控制、转差频率控制（SVPWM）、矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）等。对V/f控制的原理、优点和缺点进行了详细分析，并介绍了如何通过调整V/f曲线来获得更好的调速性能。详细阐述了矢量控制的核心思想，即通过将定子电流分解为磁场定向分量和转矩定向分量，实现对电动机磁链和转矩的独立控制，从而获得更高的动态响应和调速精度。本章还讨论了变频器在不同应用场景下的选型考虑，以及变频器对电动机和电网可能产生的影响，如谐波、电磁干扰等，并介绍了相应的抑制措施。 第十章 电力电子技术的应用 本章将前述的理论知识与实际应用相结合，系统介绍了电力电子技术在各个领域的广泛应用。在电力系统方面，详细阐述了高压直流输电（HVDC）技术、柔性交流输电系统（FACTS）的应用，如静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、动态电压恢复器（DVR）等，以及它们在提高电网稳定性、输电能力和电能质量方面的作用。在新能源领域，介绍了太阳能光伏发电系统中的最大功率点跟踪（MPPT）技术、风力发电系统中的变桨和变频控制技术，以及电动汽车充电桩和车载充电管理系统。在工业驱动方面，深入探讨了工业电机驱动、机器人驱动、伺.动系统等应用。在消费电子领域，介绍了开关电源在电视、电脑、手机等产品中的应用。最后，展望了电力电子技术在未来能源互联网、智能电网、可再生能源整合等前沿领域的发展趋势和重要作用。
这本书的封面设计挺简洁大方的，那种理工科书籍常见的实用主义风格，没有过多的花哨装饰，直接点明了主题。拿到手里，厚度适中，纸张的质感也还不错，摸上去是那种比较细腻的道林纸，印刷清晰，字迹工整，翻阅起来手感很舒适。作为一名正在学习电力电子技术的学生，我深知一本好的教材对于理解复杂的理论知识至关重要。很多时候，一本教材的结构安排、章节过渡的流畅性，以及插图和例题的质量，都能直接影响到学习的效率和效果。我期待这本书在这些方面能够给我带来惊喜，能够有效地帮助我梳理和掌握那些看似繁琐却又至关重要的概念。从我的学习经历来看，一本优秀的教材不应该只是知识的堆砌，更应该是一个循序渐进的学习路径，能够引导读者从基础概念逐步深入到更复杂的应用，并且能够激发读者进一步探索的兴趣。这本《电力电子技术》在内容呈现上，应该能够做到逻辑严谨，条理清晰，并且在理论讲解的同时，能够辅以足够多的实际案例分析，让抽象的概念落地，变得更加生动具体。