Discrete Alternating Current Regulators And Stabilizers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Barudov, S./ Barudov, E.

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价格:753.00 元

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isbn号码:9789546422767

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• 电力电子
• 交流稳压
• 开关电源
• 电力系统
• 电路设计
• 控制系统
• 电子工程
• 稳定器
• 调节器
• 工业控制

电子电源系统的优化设计与前沿技术：面向未来电能质量的挑战与解决方案 本书聚焦于现代电子电力系统设计中至关重要的环节——电能质量的精确控制与高效管理。 随着信息技术、新能源接入以及高功率密度电子设备的飞速发展，传统电源系统面临着日益严峻的谐波污染、电压瞬变和负载动态响应等挑战。本书旨在为电气工程、电力电子以及相关领域的工程师、研究人员和高级学生提供一套系统、深入且具有高度实践指导意义的理论框架与工程实践指南，涵盖从基础理论到尖端应用的广阔范围。 全书结构严谨，内容覆盖面广，分为六大部分，共计十八章。 --- 第一部分：现代电力电子基础与电能质量剖析 (Foundations of Modern Power Electronics and Power Quality Analysis) 本部分奠定了理解复杂电源系统问题的理论基础。 第一章：电力电子变换器的拓扑结构与工作原理回顾。 本章深入分析了主流的DC-DC、AC-DC以及DC-AC变换器（如LLC谐振变换器、三电平NPC、中点钳位等）在不同工作模式下的电流与电压波形特性。重点探讨了开关器件（MOSFET、IGBT、SiC器件）的选型标准、损耗模型及其对系统效率的影响。尤其关注高频开关对系统寄生参数的耦合效应。 第二章：电能质量的量化指标与标准解读。 详细阐述了电能质量（PQ）的核心概念，包括电压波动、闪变（Flicker）、电压暂降与暂升（Sag and Swell）、瞬态过电压以及谐波与间谐波的定义与测量方法。本章对照国际电工委员会（IEC 61000系列）和IEEE标准，解析了不同电压等级和应用场景（如数据中心、电动汽车充电桩、工业制造）对PQ的具体要求。着重分析了非线性负载引入的电流畸变机制。 第三章：谐波分析的频域与时域建模。 从傅里叶级数分析出发，系统介绍了谐波电流和电压的生成机理，区分了注入式谐波与系统响应谐波。引入了离散傅里叶变换（DFT）在实际系统监测中的应用，并讨论了快速傅里叶变换（FFT）在实时PQ监测中的计算效率优化。同时，探讨了电压暂降事件的概率模型和影响范围评估。 --- 第二部分：无源与有源功率滤波技术 (Passive and Active Filtering Techniques) 本部分专注于电力系统中消除谐波污染的传统与现代方法。 第四章：无源滤波器设计与局限性分析。 深入探讨了单调谐、高通以及带阻等经典无源滤波器（PFC）的电路设计、元件参数计算（L, C值）及其在特定频率下的抑制效果。重点分析了无源滤波器在系统阻抗变化、负载漂移时可能引发的“谐振点漂移”和“系统不稳定”问题，以及如何通过阻尼电阻控制来缓解这些问题。 第五章：串联与并联有源功率滤波器（APF）的结构与控制。 全面介绍并联型有源功率滤波器（Shunt APF）和串联型有源滤波器（Series APF）的基本拓扑（如基于电压源逆变器VSI的实现）。详细阐述了电流检测算法，如基于瞬时无功功率理论（p-q Theory）的同步检测方法和基于三次谐波注入的改进型检测法。 第六章：混合滤波器与多功能电能质量调节器（UPQC）。 探讨了无源与有源元件结合的混合滤波器（Hybrid Filter）设计理念，旨在结合两者的优势，降低有源滤波器的容量需求。随后，深入讲解了统一电源质量调节器（UPQC）的结构，并分析了其在同时抑制电压谐波和电流谐波方面的协调控制策略，包括解耦控制和基于模型预测的控制方法。 --- 第三部分：动态电压补偿与瞬态抑制 (Dynamic Voltage Compensation and Transient Suppression) 本部分关注瞬态事件和电压质量的实时校正。 第七章：动态电压补偿器（DVR）的原理与拓扑。 详细介绍了动态电压补偿器（DVR）在配电系统和工业负载侧的保护作用。分析了串联注入变压器、PWM电压源逆变器、以及串联补偿环节的结构。核心内容集中于DVR的快速电压补偿策略，包括基于参考电压法的补偿算法和基于系统阻抗辨识的自适应控制。 第八章：静止型同步补偿器（SVC）与STATCOM的对比分析。 探讨了传统的静止型无功补偿器（SVC）与基于电压源逆变器的STATCOM在动态无功功率支撑方面的技术差异。重点解析了STATCOM在快速抑制电压波动和支撑系统短路容量方面的优势，以及如何通过脉冲宽度调制（PWM）技术实现高带宽的动态响应。 第九章：电涌抑制器与浪涌保护器件的应用。 讨论了针对雷击和开关操作产生的瞬态高能尖峰的保护技术。详细分析了金属氧化物变阻器（MOV）、气体放电管（GDT）和雪崩二极管（TVS）的工作特性、钳位电压和能量吸收能力。给出了在敏感电子设备前端配置多级保护网络的工程指南。 --- 第四部分：开关电源中的电磁兼容性设计 (Electromagnetic Compatibility in Switched-Mode Power Supplies) 本部分从EMI/EMC的角度审视电源设计，确保系统可靠运行。 第十章：开关噪声的产生、传播路径与抑制技术。 分析了开关电源（SMPS）中，特别是高频开关动作产生的辐射发射（RE）和传导发射（CE）的源头。阐述了共模（CM）和差模（DM）噪声的产生机理，以及PCB布局、屏蔽层设计在抑制这些噪声中的关键作用。 第十一章：传导发射的滤波设计。 详细介绍了用于抑制电源输入端传导干扰的EMI滤波器设计。包括L型、π型滤波器的元件参数选择，特别是共模扼流圈（CM Choke）的磁芯材料选择和绕线工艺对高频特性的影响。分析了高频噪声在电源线阻抗稳定网络（LISN）上的耦合过程。 第十二章：辐射发射的控制与测试规范。 探讨了如何通过优化PCB走线、合理布局功率回路和控制回路，最小化电磁辐射。介绍了辐射发射的近场（E/H场）与远场测量原理，以及电磁兼容性（EMC）实验室的测试环境要求和标准合规性验证流程。 --- 第五部分：先进控制策略与数字化实现 (Advanced Control Strategies and Digital Implementation) 本部分转向当代电源系统对高性能控制的需求。 第十三章：先进的反馈控制架构。 比较了传统PID控制、前馈控制以及基于滑模控制（SMC）在应对强非线性和外部扰动时的性能差异。重点介绍了先进的状态空间模型在设计鲁棒控制器中的应用，特别是针对逆变器输出的谐振环节补偿。 第十四章：数字信号处理器（DSP）在实时控制中的应用。 讨论了高性能DSP（如C2000系列、STM32系列）在高速PWM信号生成、复杂算法运算（如基于FFT的谐波检测）和保护逻辑实现中的优势。分析了采样频率、量化误差和死区时间对控制精度的影响。 第十五章：基于模型的预测控制（MPC）在电能质量补偿中的潜力。 详细介绍了MPC的基本原理，包括目标函数构建、系统模型离散化和最优开关决策的选择。阐释了MPC如何通过预测未来若干步的状态，实现对电流和电压波形的更平滑、更快速的控制，特别是在处理非线性负载时的优势。 --- 第六部分：新兴领域的电能质量挑战与集成 (Power Quality in Emerging Domains and Integration) 本部分展望未来电力电子系统的发展方向，并强调集成化设计。 第十六章：新能源并网系统中的谐波与电压支撑。 针对光伏逆变器和风力发电变流器，分析了其在电网弱连接或故障穿越模式下可能引发的电能质量问题。探讨了双馈感应发电机（DFIG）和并网逆变器中使用的虚拟同步机（VSM）控制策略对系统暂态稳定性的影响。 第十七章：电动汽车（EV）充电基础设施的电能质量问题。 聚焦于快速直流充电站（DC Fast Charging）对配电网的谐波注入和负荷冲击。讨论了主动前端整流器（PFC）在实现高功率因数和低THD输入电流方面的最新进展，以及车网互动（V2G）中对电能质量的反向影响。 第十八章：面向智能电网的自愈合与分布式PQ管理。 展望了利用分布式传感器网络和边缘计算技术，实现对电能质量事件的快速检测、隔离和自愈合能力。讨论了在微电网环境中，不同分布式电源之间的PQ协调控制策略，以确保整个系统在并网或孤岛模式下的稳定性与合规性。 --- 本书通过结合严谨的理论推导、丰富的工程案例和对最新研究成果的梳理，致力于提供一个全面、深入且面向工程实践的电能质量控制与系统优化参考。读者将能掌握从基础滤波设计到复杂多功能补偿系统的全套工具和方法论。

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这本书的排版和内容组织非常考究，它成功地将一门看似枯燥的硬科学，通过严谨的逻辑链条串联起来，形成了一部引人入胜的工程史诗。它的核心魅力在于对“动态”二字的极致挖掘。例如，在讨论瞬态恢复过程时，作者没有满足于简单的伯德图或奈奎斯特图分析，而是引入了相平面分析法和庞加莱截面法来研究系统的非线性振荡行为。这种跨学科的分析方法极大地拓宽了我的视野。书中对特定半导体器件（如SiC MOSFETs）在高频开关应用中的寄生效应分析，结合了器件物理和电路理论，给出了非常实用的布局建议。读这本书就像进行一次高强度的智力训练，它要求读者不仅要会算，更要能“看透”电路在时间轴上的行为。它不是一本可以随便翻阅的书，它要求你全身心地投入，并承诺给予丰厚的回报，特别是对于那些追求极致性能和系统优化的工程师而言，这本书的参考价值是无可估量的。

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坦白说，这本书的阅读体验充满了挑战性，但其价值毋庸置疑。它的密度实在太大了，每一页都塞满了高密度信息。我花了很长时间才啃完关于“有源功率因数校正（APFC）”的那几章，作者对准共振变换器（QR）和软开关技术的融合分析达到了一个前所未有的深度。这本书的语言风格非常凝练和专业，几乎没有冗余的废话，这对于资深工程师来说是莫大的福音，但也可能对初学者构成一道不小的门槛。它假设读者已经对基础的电路理论和拉普拉斯变换有扎实的掌握。我特别喜欢作者在论证新型补偿网络拓扑时所使用的图示法，直观地展示了开环和闭环系统的相位裕度和增益交越频率之间的微妙平衡。这本书更像是一本“工具箱”，里面的每一个工具都需要我们仔细打磨才能真正掌握，但一旦掌握，你就能解决行业内最棘手的稳定性和瞬态性能问题。

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这本书简直是电子工程领域的宝藏！我花了整整一个周末沉浸其中，感觉对电力电子的理解又上了一个新台阶。作者对各种功率变换拓扑的阐述极其深入，尤其是在非线性系统控制方面，给出了非常实用的分析工具。我印象最深的是关于先进数字控制策略的部分，它详细介绍了如何利用微控制器实现高精度、快速响应的电流和电压调节，对于我们实际设计高频开关电源模块来说，简直是救命稻草。书中不仅有严谨的数学推导，更有大量结合实际应用的案例分析，使得那些抽象的理论变得触手可及。特别是对谐波抑制和电磁兼容性的讨论，体现了作者深厚的工程经验，这在很多理论书籍中是缺失的。如果你正在寻求一本能将理论深度与工程实践完美结合的教材或参考书，这本书绝对是首选，它对系统的瞬态响应和稳定性分析的细致程度，让我对整个AC/DC转换器的设计哲学都有了全新的认识。

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读完这本关于电源调节与稳定性的专著，我的感受是震撼与充实并存。这本书的叙事方式非常独特，它没有采用传统的教科书那种平铺直叙的结构，而是像一位经验丰富的大师在娓娓道来他毕生的心血结晶。它极其侧重于“为什么”和“如何做”，而不是仅仅罗列公式。例如，作者在讨论PWM调制技术时，并没有止步于传统的正弦波调制，而是深入探讨了空间矢量调制（SVM）在高动态应用中的优势与局限性，并给出了实际的滤波器设计参数建议。对于那些在实际工作中遇到性能瓶颈的设计师来说，这本书提供了突破现有技术限制的思路。我尤其欣赏其中关于热管理和可靠性设计的章节，这部分内容往往被学术著作所忽略，但却是决定产品能否真正走向市场的关键。整体而言，阅读过程虽然需要投入大量精力去消化那些精密的分析，但最终的回报是巨大的，它不仅仅是知识的积累，更是一种思维方式的重塑。

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对于寻求理解现代电能质量问题的专业人士来说，这本书提供了一个极其全面且深刻的视角。它不仅仅关注于如何把交流电变成稳定的直流电，更关注于如何“干净”地完成这一过程。书中对电网侧干扰的建模和抑制方法进行了细致入微的探讨，这在当前电能质量标准日益严格的背景下显得尤为重要。我特别关注了它关于负载动态变化时，电压和电流环如何协同工作以维持系统稳定的论述。作者引入了先进的鲁棒控制理论来设计控制器，确保了即使在元件参数发生显著漂移或负载突然阶跃变化时，系统性能依然能够保持在可接受的范围内。这本书的价值在于其前瞻性，它没有停留在解决现有问题，而是预示了未来几年内电源设计领域可能要面对的新挑战，例如与可再生能源接口的复杂性，为我们的研发工作指明了方向。

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