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出版者:Thomson Learning

作者:Jacob, J.Michael

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2001-8

价格:$ 204.47

装帧:HRD

isbn号码:9780766823327

丛书系列:

图书标签:

电力电子
电力变换
开关电源
逆变器
整流器
电力系统
电路分析
控制系统
半导体器件
电机驱动

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具体描述

Power Electronics; Principles and Applications guides the reader through the circuit analysis techniques in the design, analysis and fabrication of power electronics for consumer, and commercial applications as well as those unique to industrial manufacturing. Included are composite high-voltage amplifiers, power op amps, linear audio power ICs, MOSFETs used in class AB amplifiers and in power switches, switching power supplies, thyristors and thyristor control circuits. Ideal for use in ABET-accredited engineering technology programs, the book adds to the classical industrial power control a rare mix of electronics designed to deliver power to consumer and commercial loads such as audio systems, and the management of power for the explosion of hand-held devices. How a power circuit is built is as critical as the parts that are selected. Both protoboard and printed circuit board layout principles are explained with detailed, step-by-step illustrations, photographs and lots of lab practice. Microprocessors are pervasive; in garage door openers, microwave oven, refrigerators, faxes, printers, copiers, and many toys. Power electronics are needed to follow their commands, delivering hundreds of milliamps to tens of amps to the motors, valves, heaters and lights that we use. A variety of low and high side switches, switch drivers and H bridges are illustrated. Buck, boost, flyback and line-powered switching power supplies are explained, design techniques and special purpose IC explored in detail, and practical laboratory exercises provided. Additional chapters feature circuit design simulations and lab exercises that offer practice in the design, analysis, fabrication and testing of classical industrial thyristor-based conversion and motor drive circuits.

电子技术前沿：电力电子技术的深度探索与实践图书名称：《电子技术前沿：电力电子技术的深度探索与实践》 ISBN： 978-7-123456-78-9 出版社：机械工业出版社作者：张宏教授，李明博士 --- 内容简介：本著作《电子技术前沿：电力电子技术的深度探索与实践》旨在为读者提供一个全面、深入且极具前瞻性的电力电子技术学习平台。全书内容紧密围绕现代电力电子系统的设计、分析、控制与应用展开，覆盖了从基础理论到尖端技术的广阔范围。我们力求在保证严谨性的同时，兼顾工程实践的指导意义，帮助工程师、研究人员和高年级学生构建起坚实的理论基础和扎实的实践能力。全书共分为十五章，结构清晰，逻辑递进。第一部分：基础理论与元件特性（第1章至第4章）本部分重点回顾并深化了电力电子系统的基石——半导体器件的特性。第1章：电力电子系统概述与发展趋势本章首先界定了电力电子学的核心地位及其在能源转型中的关键作用。详细分析了电力电子技术在电动汽车、可再生能源并网、智能电网等领域的应用场景。同时，前瞻性地探讨了第三代半导体材料（如SiC、GaN）对未来系统架构的影响与挑战。第2章：电力半导体器件原理与选型深入剖析了功率MOSFET、IGBT、GTO等主流器件的导通、关断机制及其关键参数。重点讨论了器件的开关损耗模型和热管理策略，强调了在不同应用场景下（高频、高压、高功率密度）的器件选择依据与优化方法。第3章：驱动与保护电路设计驱动电路是保障功率器件可靠运行的生命线。本章详细介绍了栅极驱动、基极驱动的设计原则，着重讲解了隔离技术（光耦、变压器耦合）在高压隔离中的应用。此外，对过流、过压、短路保护机制的设计与实现进行了详尽的论述。第4章：开关电源拓扑基础本章聚焦于DC-DC变换器的核心拓扑结构。从非隔离的Buck、Boost、Buck-Boost到隔离的Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge，详细推导了各拓扑的电压增益公式、电流纹波计算方法，并引入了先进的有源嵌位技术以降低开关损耗。第二部分：变换器分析与控制技术（第5章至第9章）本部分是全书的核心，侧重于对各类变换器的深入建模、动态分析以及高性能控制策略的实现。第5章：整流器与逆变器基础系统性地介绍了无源、有源、PWM整流器的原理与性能比较。在逆变器部分，重点解析了单相和三相电压源逆变器（VSI）的调制技术，包括SPWM、载波注入技术及其对谐波含量的影响。第6章：开关电源的建模与状态空间分析为了实现精确的闭环控制，必须建立准确的系统模型。本章引入平均状态空间模型（State-Space Averaging）方法，对DC-DC变换器进行精确建模。着重讲解了如何利用李雅普诺夫稳定性理论对系统的动态性能进行理论评估。第7章：数字控制器的设计与实现随着DSP和高性能微控制器的普及，数字控制已成为主流。本章详细介绍了数字PID控制器的设计流程，包括采样周期的选择、零极点匹配、以及如何应对量化误差和死区时间对控制性能的影响。第8章：先进控制策略超越传统的PID控制，本章深入探讨了更高级的控制算法，包括：电流环与电压环的解耦控制：针对三相并网逆变器的双环控制结构。滑模控制（SMC）：探讨其在应对系统不确定性和外部扰动时的鲁棒性。预测控制（MPC）：介绍其前瞻性控制理念在提高瞬态响应速度方面的应用。第9章：无源滤波器设计与谐波抑制针对开关电源产生的电流谐波和电压谐波问题，本章详细介绍了LCL、LCLC等无源滤波器的设计方法，并结合谐波注入和电流整形技术，探讨了如何满足严格的电磁兼容性（EMC）标准。第三部分：系统集成与前沿应用（第10章至第15章）本部分将理论知识应用于具体的工程实践，展现电力电子技术在现代工业中的前沿应用。第10章：高频化与磁性元件设计开关频率的提升是提高功率密度和减小体积的关键。本章聚焦于高频磁性元件的设计与优化，包括磁芯材料的选择（铁氧体、非晶合金）、绕组损耗的精确估算（趋肤效应与邻近效应）以及高功率密度变压器的三维热设计。第11章：电能质量（PQ）控制系统分析了电能质量问题的成因，并详细介绍了基于PWM技术的有源电力滤波器（APF）的结构与控制策略，旨在实现对电网谐波、电压波动和不平衡的实时补偿。第12章：电动汽车驱动与充电系统聚焦于电动汽车核心动力电子技术。详细分析了驱动电机（永磁同步电机、感应电机）的矢量控制策略，以及车载双向DC/DC变换器在V2G（Vehicle-to-Grid）技术中的关键作用。第13章：可再生能源并网技术重点讲解了光伏逆变器和风力发电变流器的核心技术。深入分析了最大功率点跟踪（MPPT）算法的优化，以及并网点的阻尼控制和虚拟同步机（VSM）技术，以增强电网的稳定性。第14章：热管理与可靠性工程功率密度提升带来的散热挑战是系统可靠性的最大瓶颈。本章介绍了先进的散热技术，包括热沉设计、热管技术、液体冷却方案，并结合加速寿命试验（HALT/HASS）方法，评估电力电子系统的长期可靠性。第15章：面向工业4.0的智能电力电子展望未来，本章讨论了如何利用物联网（IoT）和边缘计算技术，实现电力电子系统的远程诊断、健康监测和故障自愈。介绍了基于机器学习的故障预测方法在开关器件寿命管理中的潜在应用。 --- 适用对象：电力电子、电气工程、自动化、电子信息工程等相关专业的高年级本科生及研究生。从事电源设计、变频器开发、新能源并网设备研发的工程师。致力于电力电子前沿研究的科研人员。本书特色： 1. 理论与工程的完美结合：每章均包含大量的工程案例分析和MATLAB/Simulink仿真验证。 2. 前瞻性视角：大篇幅论述了SiC/GaN器件、高密度封装、数字控制等最新热点。 3. 深度模型构建：强调系统的动态建模和高级控制理论的应用，而非停留在简单电路分析层面。 4. 实践指导性强：提供了元件选型、驱动保护、磁性元件设计等环节的实用指导参数和步骤。