电力电子技术习题集 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国铁道出版社

作者:

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:1996-03

价格:8.50

装帧:平装

isbn号码:9787113021917

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《电力电子技术习题集》之外的世界：电子工程领域其他核心教材推荐与内容概述 电力电子技术作为连接电力系统与现代电子控制的关键桥梁，其学习固然重要。然而，一个扎实的电子工程专业背景，需要更广阔的知识图谱作为支撑。如果我们将目光从《电力电子技术习题集》的范畴中移开，转向那些构成现代电子信息、通信、控制和电力系统基础的基石性著作，会发现一个更加宏大而精妙的知识体系。 以下将详细介绍几本与电力电子技术既有联系又相互区别，但在电子工程学习路径上不可或缺的核心教材，并对其内容进行深入阐述。 --- 一、 模拟电路设计与分析：信号的基石 电力电子设备本质上是对功率信号进行高速、高效的开关和调控。要理解这些开关的驱动、保护以及输出波形的塑造，必须深刻掌握模拟电路的原理。 推荐教材：《微电子学：电路、器件与系统》（Sedra/Smith 或 Razavi 版本） 核心内容概述： 本书是模拟电路领域的“圣经”，它不仅教授如何设计放大器，更深入探究了半导体器件的工作机理。 1. 半导体物理与器件基础（PN结与MOSFET）： 这是所有电子电路的起点。它详细阐述了载流子输运、二极管的伏安特性、以及MOS晶体管（金属氧化物半导体场效应管）的结构、工作区（截止、线性、饱和）和跨导特性。电力电子中的功率器件（如IGBT、MOSFET）的建模和开关损耗分析，都深深植根于对这些基本器件物理特性的理解。 2. 基础放大电路组态： 介绍了共源、共射、共集等基本放大器的直流偏置、小信号模型分析和频率响应。这对于设计电力电子系统中的驱动电路（Gate Driver）至关重要，驱动电路需要精确地将控制信号（低压数字信号）转化为能快速、可靠地开启和关闭功率管的强壮信号。 3. 反馈理论与运算放大器（Op-Amp）： 负反馈理论是保证电路稳定性和精度的核心。全书会用大量篇幅讨论反馈拓扑、环路增益、相位裕度和伯德图分析。在现代电力电子控制中，所有DC-DC变换器和逆变器的电流环、电压环的稳定设计，都直接应用了这些反馈知识。同时，运算放大器作为理想的高速、高增益元件，是构建电流采样、电压基准和误差放大器的核心。 4. 频率响应与噪声分析： 讨论电路的带宽限制、寄生电容的影响以及热噪声、散粒噪声等对系统性能的制约。电力电子系统通常工作在高频开关状态，精确的频率特性分析是避免振荡、保证系统动态性能的前提。 与电力电子习题集的区别： 本书侧重于信号的线性或类线性放大、滤波和稳定化，关注的是低功率、高保真度的信号处理。而电力电子习题集则专注于高功率、非线性、周期性开关下的能量转换。 --- 二、 数字信号处理与控制理论：系统的“大脑” 现代电力电子系统，尤其是高性能的变频器、有源滤波器和电能质量控制设备，都依赖于复杂的数字算法来实现闭环控制。这要求工程师必须精通数字控制理论。 推荐教材：《离散时间信号处理》（Oppenheim & Schafer）与 《现代控制工程》（Ogata 或 Dorf & Bishop） 核心内容概述（整合两者）： 1. 离散化与Z变换： 数字控制的核心是将连续时间系统（如一个RLC电路或一个DC-DC变换器模型）转化为离散时间系统。Z变换是分析和设计离散时间控制器的数学工具，它对应于连续时间的拉普拉斯变换，用于确定系统的稳定性、瞬态响应和稳态误差。 2. 数字滤波器设计： 信号在被采集和处理前，往往需要进行抗混叠滤波（ADC前）或平滑处理（DAC后）。本书详细介绍了FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的设计方法，如窗函数法、双线性变换法等。这直接应用于从功率器件中提取的电流/电压信号的精确测量。 3. 状态空间法与现代控制： 对于高阶系统（如多电平逆变器或复杂电机驱动系统），经典控制（如PID）可能不足以描述其全部动态行为。状态空间表示法提供了一种统一的框架来建模系统内部变量。全书会深入探讨可控性、可观测性、极点配置（Pole Placement）以及LQR（线性二次型调节器）等先进控制策略的应用。 4. 采样与量化误差： 详细分析了采样定理（奈奎斯特频率）对控制系统的影响，以及量化噪声如何影响系统的精度。在PWM调制过程中，对三角载波与控制信号的比较，本质上就是一种数字到模拟的转换，其精度与系统的采样率直接相关。 与电力电子习题集的区别： 数字控制教材侧重于算法的推导、系统的抽象建模和稳定性分析；电力电子习题集则侧重于将这些算法应用于特定的开关拓扑，例如如何根据控制周期计算PWM占空比，以及如何处理死区时间等硬件非理想因素。 --- 三、 电磁场与电磁兼容（EMC）：功率流动的物理载体 电力电子设备处理的都是大电流、高频率的功率。这些功率的传输和转换依赖于电感器和变压器。要优化这些磁性元件并抑制噪声，必须回归到电磁场理论。 推荐教材：《电磁场与波》（Cheng 或 Sadiku） 核心内容概述： 1. 麦克斯韦方程组的深入应用： 本书从偏微分方程组出发，推导出静电场、静磁场以及时变场的完整理论框架。这对于理解电感器和变压器内部的磁通密度分布、漏感产生机理至关重要。 2. 传输线理论与高频效应： 随着开关频率的提高，PCB走线和功率电缆的行为越来越像传输线。本书分析了集肤效应、邻近效应，以及阻抗匹配的概念。在设计IGBT的驱动回路时，如果驱动回路的电感和走线阻抗控制不当，极易导致驱动信号的振铃，进而误触发或损坏功率管。 3. 辐射与抗扰度： 电磁兼容性（EMC）是现代电力电子设备通过认证的硬性门槛。本书会探讨电磁辐射的产生机理（如环路电流天线效应），以及如何通过合理的布局、屏蔽和滤波（共模扼流圈、差模滤波器）来抑制EMI/RFI。 与电力电子习题集的区别： 电磁场理论是基础物理定律的体现，关注的是能量和场在空间中的分布；电力电子技术则将这些场的结果（如电感、电容、互感）作为已知的元件参数，专注于器件的开关策略和能量平衡。 --- 总结 《电力电子技术习题集》解决的是“如何高效地用开关元件控制功率流向和大小”的问题。而上述提及的模拟电路、数字控制和电磁场理论，则分别从信号基础、系统智能和物理实现三个维度，构建了支撑电力电子技术健康运行的完整知识生态。一个优秀的电力电子工程师，必然是在这些领域都打下了坚实基础的复合型人才。

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说实话，我刚拿到手的时候，有点犹豫要不要花时间啃这本书，因为我之前看过的很多习题册，内容都比较陈旧，很多例题的背景和应用场景都脱离了当前的产业前沿。然而，这本习题集彻底颠覆了我的这种刻板印象。它里面的题目设计非常贴合当前电力电子领域的新兴技术趋势，比如对SiC和GaN器件特性的考查，以及在新能源并网、高频开关电源等热点方向上的深入剖析，都显示出编著者对行业动态的敏锐洞察力。我特别欣赏它对解题步骤的详尽阐述，不仅仅是给出了最终答案，更重要的是剖析了背后的物理过程和设计思路。这对我理解“为什么”比“是什么”更重要。我记得有一道关于逆变器脉宽调制策略的题目，它提供的两种不同方案的对比分析，让我对SPWM和SVM的优劣有了更直观和深刻的认识，这在任何教科书上都是难以获得的宝贵经验。这本书更像是一位耐心的、经验丰富的前辈，在你迷茫时，为你点亮前方的路灯。

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这本书的封面设计颇具匠心，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一眼看上去就给人一种严谨、专业的印象。我是在准备专业考试时偶然间接触到它的，当时手头上的参考资料已经堆得像小山一样，但总感觉缺少一本能真正帮助我梳理知识脉络的习题集。这本书的装帧质量相当不错，纸张厚实，印刷清晰，即便是长时间翻阅，也不会觉得眼睛疲劳。更重要的是，它并非那种简单地堆砌公式和计算题的“题海战术”，而是深入到了理论知识的每一个细微之处，每一道例题的引入都显得那么自然而然，仿佛是在引导你一步步走进那个复杂的电力电子世界。初翻时，我有些被它的深度所震撼，但很快便被它的逻辑性和引导性所折服。这本书的排版非常人性化，那些关键概念和公式都被用醒目的方式标注出来，极大地提高了我的学习效率。对于一个初学者来说，它无疑是一个绝佳的入门向导，而对于有一定基础的人来说，它也提供了足够挑战性的深度去巩固和拓展知识边界。

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从教学角度来看，这本书的设计无疑是经过深思熟虑的。作为一名长期从事教学工作的教师，我深知一套优秀的习题集对于培养学生的工程思维至关重要。这本习题集最出彩的地方在于它对“错误分析”的重视。很多习题后面会附带一个“常见错误分析”的小栏目，指出了学生在解题过程中最容易陷入的误区，比如混淆开关损耗与传导损耗，或者对电流和电压波形的峰值判断失误等。这种预见性的引导，比事后纠正错误有效得多。此外，它对概念的辨析也做得非常到位，很多看似相近的术语，通过具体的例题，让你清晰地分辨出它们在实际应用中的细微差别。例如，关于“软开关”和“硬开关”的对比，习题不仅要求计算效率，更深入地探讨了不同开关模式对EMI的影响。这对于培养学生严谨的科学态度和全局观，是极其有价值的训练素材，完全可以作为课堂教学的有力补充材料。

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我个人对数学建模和仿真分析有着浓厚的兴趣，这本习题集在这一点上给我带来了不小的惊喜。虽然它本质上是一本传统的习题集，但许多计算题的设置，天然地指向了使用MATLAB/Simulink进行验证和分析。比如，涉及到非线性环节的系统响应分析，或者多回路控制系统的参数整定，书中的解析部分会巧妙地给出数学模型构建的思路，引导读者将其转化为仿真模型。这极大地弥补了纯理论学习与工程实践之间的鸿沟。更重要的是，它对于参数选择的敏感性分析也做了深入探讨，让你明白在实际设计中，为什么某个电容值或某个开关频率的选择会对整个系统的性能产生决定性影响。这已经超越了单纯的“习题”范畴，更像是一份带有实战经验的“工具箱”指南。读完这本习题集，我感觉自己对电力电子系统的那种“厚重感”和“精细感”有了全新的体会，它不再是抽象的电路图，而是可以被精确控制和优化的物理实体。

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我是一名在职的工程师，平日工作非常忙碌，很少有大块时间进行系统学习。选择学习资料时，我最看重的是内容的精炼度和时效性。这本书恰恰满足了我的需求。它的题目覆盖面广，从基础的晶闸管、晶体管特性分析，到复杂的拓扑结构、控制算法应用，几乎涵盖了所有核心模块，但又不拖泥带水。我通常利用午休或者晚上的零散时间来攻克其中的几道难题，常常能从中找到工作中的实际问题与之对应，从而实现理论与实践的快速转化。它的难度梯度设置得也非常合理，前几章的题目相对基础，帮助快速回顾；越往后走，对综合运用知识的能力要求越高。有一点让我印象深刻，它在解析一些经典电路的稳态和动态特性时，所采用的分析方法非常灵活，不拘泥于某一种固定的套路，这极大地拓宽了我的解题视野。对于我们这些需要不断更新知识库的工程师来说，这本习题集是提升解决复杂工程问题的能力的“加速器”。

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