Pulse Width Modulation for Power Converters pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Holmes, D. Grahame/ Lipo, Thomas A.

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2003-10

价格:1259.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471208143

丛书系列:

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书籍简介：电力电子系统中的先进控制与设计 书名：《电力电子系统中的先进控制与设计》 作者团队： 资深电力电子工程师与控制理论专家 内容概述： 本书聚焦于现代电力电子系统设计与优化中的核心挑战，深入探讨了超越传统脉冲宽度调制（PWM）范畴的前沿控制策略、高效能系统拓扑结构以及面向电网集成的新一代设计理念。本书旨在为电力电子工程师、高级研究人员以及相关领域的学生提供一个全面且深入的参考框架，用以驾驭日益复杂的功率变换技术。 第一部分：现代电力变换器的拓扑结构创新与性能优化 本部分彻底摒弃了对单一调制技术的依赖，转而关注下一代功率变换器拓扑的演进及其对系统性能的深远影响。 第一章：高密度与高频率变换器设计基础 本章详细分析了半导体器件（如 SiC 和 GaN）的特性如何驱动拓扑创新。我们探讨了如何利用这些器件的快速开关能力，实现更高的功率密度和更低的开关损耗。重点讨论了多电平变换器的最新进展，包括中点钳位 (NPC)、飞跨电容 (Flying Capacitor) 以及混合多电平结构。针对这些拓扑，深入分析了其在电压平衡、谐波抑制方面的优势与挑战，并提出了实用的设计指南。 第二章：高频磁性元件设计与集成 功率密度的提升直接依赖于磁性元件的优化。本章超越了传统的铁氧体选择，深入探讨了新型磁性材料（如非晶合金、纳米晶体）在兆赫兹量级的应用潜力。我们详细阐述了耦合电感器在隔离式变换器中的应用，如何通过优化绕组布局（如Litz线、箔绕）来最小化集肤效应和邻近效应。此外，本章还包含了先进的磁路仿真方法，用于精确预测高频下的损耗和温度分布。 第三章：无源与有源滤波器技术 在追求高效率和低电磁干扰 (EMI) 的背景下，滤波技术变得至关重要。本章系统性地介绍了用于抑制高频开关噪声的无源滤波器设计方法，包括共振滤波器和高阶滤波器。更进一步，本章详细阐述了有源滤波器的原理与实现，特别是谐波抑制和功率因数校正 (PFC) 的先进技术，如串联型有源滤波器 (SAF) 和并联型有源滤波器 (PAF) 的拓扑选择与控制器设计。 第二部分：面向电网的智能控制理论与算法 本部分的核心在于探讨如何通过先进的控制算法，确保功率变换器在动态、非线性和不确定性环境下，实现最优的性能指标，特别是针对电网接入应用。 第四章：非线性控制方法的应用 传统的线性控制器（如PI）在应对宽范围输入/输出变化和系统不确定性时显得力不从生。本章引入了先进的非线性控制技术，如滑模控制 (SMC) 及其在高频开关系统中的鲁棒性应用。我们探讨了背压控制 (Backstepping) 在多环控制架构中的实施，以及如何利用这些方法增强系统对外部扰动的抵抗能力，例如电网电压跌落或负载瞬变。 第五章：基于模型的预测控制 (MPC) 深度解析 MPC 已成为现代电力电子控制领域的研究热点。本章不仅阐述了 MPC 的基本原理，更侧重于其在不同变换器拓扑中的具体实现。我们详细比较了传统基于开关状态的 MPC（如直接转矩控制的衍生）与基于输出轨迹优化的模型预测控制之间的差异。讨论了如何通过精确的系统模型和高效的优化算法，实现对开关频率、电压和电流波形的全局优化，同时显著降低计算复杂度，使其适用于实时嵌入式系统。 第六章：先进的扰动观测与自适应控制 在电力电子系统中，精确建模往往是一个难点。本章着重于如何处理模型的不确定性与未建模动态。我们详细介绍了基于 Luenberger 观测器和非线性状态观测器（如卡尔曼滤波器及其扩展形式）的扰动观测技术，用于实时估计系统中的外部扰动和内部参数变化。随后，我们深入探讨了自适应控制策略，特别是基于神经网络和模糊逻辑的自适应控制器设计，这些技术允许系统在不完全了解自身精确模型的情况下，仍能维持最优性能。 第三部分：电网集成与高级应用 本部分将理论控制与实际应用相结合，重点关注电力变换器在可持续能源系统和微电网中的集成与协同工作能力。 第七章：微电网与并网逆变器的稳定性分析 随着分布式能源的普及，并网逆变器不再是简单的电流源，而是需要具备电网支撑能力。本章系统性地分析了并网系统的动态稳定性问题，包括阻尼不足和次同步振荡。我们详细探讨了如何通过先进的控制技术（如虚拟同步机控制 VSM、虚拟阻抗控制）来增强逆变器的电网刚性，并介绍了基于李雅普诺夫函数的稳定性判据在验证控制策略有效性上的应用。 第八章：面向电能质量的优化控制 电能质量是衡量现代电力系统健康状况的关键指标。本章集中于如何利用先进的控制方法来主动管理和改善电能质量。内容涵盖了对谐波和间谐波的抑制技术、动态电压恢复器 (DVR) 的高级控制，以及如何设计控制器以应对电网故障穿越（LVRT/HVRT）要求。我们还讨论了多端口变换器在能源路由和多源并联系统中的同步与功率均化控制策略。 第九章：嵌入式实现与实时仿真 理论的先进性必须通过高效的硬件实现来验证。本章讨论了将复杂控制算法部署到实时嵌入式平台（如DSP、FPGA）的关键技术。内容涉及算法的量化误差分析、并行化处理策略，以及如何使用硬件在环 (HIL) 仿真技术对高频、快速响应的控制系统进行严格的测试与验证。 总结： 本书为读者提供了一个从基础物理原理到前沿算法部署的完整知识体系，强调控制与拓扑结构的深度融合。它着眼于解决当前电力电子领域面临的效率、功率密度、稳定性和电网适应性等挑战，是驱动下一代电力系统创新的重要参考资料。

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作为一名长期在功率电子领域摸爬滚打的工程师，我必须说，这本书为我提供了一个全新的视角来审视脉冲宽度调制（PWM）。它以一种极为系统和深入的方式，剖析了PWM的内在逻辑和外在表现。作者并没有止步于介绍各种PWM波形，而是着重于揭示PWM背后的物理原理和控制思想。我尤其欣赏书中对各种调制策略的比较分析，包括正弦PWM、三角载波PWM、以及一些更高级的调制技术，它们之间的联系与区别，都被阐述得十分清晰。此外，书中关于PWM的开关损耗、电磁干扰等实际工程问题的讨论，也为我提供了宝贵的参考。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，它让我能够更辩证地看待PWM技术，并从中挖掘出更多的创新潜力。

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不得不说，这本关于脉冲宽度调制的书籍，在我看来，是为真正热爱功率电子技术的研究者量身打造的。它没有丝毫的冗余，每一字每一句都凝聚着作者对PWM技术的深刻洞察。作者在梳理PWM的演变历程时，那种严谨的学术态度和一丝不苟的科研精神，着实令人钦佩。从早期的简单PWM到如今更为复杂的空间矢量调制（SVPWM）及其他先进技术，书中的论述层层递进，逻辑清晰，仿佛一位技艺精湛的匠人，在雕琢一件艺术品。我尤其赞赏作者在案例分析部分，通过对不同功率转换器拓扑的应用，生动地展示了PWM技术在实际工程中的强大生命力。读完这本书，我对PWM的理解不再局限于表面的波形控制，而是上升到了对能量转换过程的本质把握。它为我打开了新的视野，让我对功率电子技术的未来充满无限遐想。

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这本书真是让我大开眼界！它对脉冲宽度调制（PWM）的阐述，简直可以说是教科书级别的。作者的写作风格非常务实，将那些可能令人望而生畏的复杂理论，转化成了易于理解的语言和生动的实例。我尤其喜欢书中对于不同PWM技术在各种应用场景下的优劣势分析，这让我能够根据实际需求，选择最合适的调制方法。从Buck、Boost、Buck-Boost等基本拓扑，到更复杂的DC-AC逆变器，书中都详细介绍了如何巧妙地运用PWM来控制功率的流动。我觉得这本书最大的亮点在于，它不仅讲解了“是什么”，更深入地探讨了“为什么”和“怎么做”。读完这本书，我感觉自己对功率转换的设计和控制有了全新的认识，仿佛掌握了一把打开新世界大门的钥匙。

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这本书的光辉，在于它点亮了功率转换领域的黑夜。当我翻开它，仿佛置身于一个充满活力的电子世界，而脉冲宽度调制（PWM）便是驱动这一切的灵魂。作者以其深厚的功底和清晰的逻辑，将PWM这一核心概念的精髓娓娓道来。从最基础的原理讲解，到各种复杂拓扑结构下的应用，再到实际设计中的考量，无一不涵盖得淋漓尽致。我特别欣赏的是书中对于数学模型和仿真方法的详尽阐述，这使得我能够更深入地理解PWM的动态行为，并能在实际工作中进行精确的设计和优化。每一页都充满了智慧的闪光，每一次阅读都像一次精神的洗礼。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，在我探索功率转换的道路上，给予我无穷的启迪和指引。这本书的价值，远超其纸张的重量，它是我学习和研究中不可或缺的宝贵财富。

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如果说功率转换是一门艺术，那么脉冲宽度调制（PWM）无疑是这门艺术中最精妙的笔触。而这本书，恰恰是这支笔最完美的载体。它以一种诗意的语言，描绘了PWM在功率转换领域波澜壮阔的画卷。作者不仅仅是在讲解技术，更是在传递一种对电力电子学的热爱和执着。我喜欢书中那种循序渐进的讲解方式，从最基本的需求出发，逐步引入PWM的概念，再到各种调制策略的精巧设计。每一种PWM技术，都被赋予了生命，它们不再是冰冷的公式和波形，而是解决实际问题的有力工具。我能够感受到作者在编写过程中，付出了巨大的心血，每一个公式的推导，每一个例子的设计，都力求做到极致。这本书的阅读体验，是一次心灵的旅行，它让我更加深刻地理解了功率转换的魅力所在。

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