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出版者:人民邮电出版社

作者:陈静瑾

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:24.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115106988

丛书系列:

图书标签:

• 模拟电子技术
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《电力电子技术基础与应用：从器件到系统》 书籍定位： 本书旨在为高等工科院校电子、电气工程及其自动化、自动化、机电一体化等专业的本科生和研究生提供一本全面、深入且注重实践的电力电子技术入门与进阶教材。它聚焦于电力电子技术的核心原理、关键器件的驱动与控制，以及实际工程应用中的系统设计与优化，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美平衡。 内容结构与深度解析： 本书共分为六大部分，共十六章，内容组织逻辑清晰，层层递进。 第一部分：电力电子技术概论与器件基础（第1-3章） 本部分首先建立了电力电子学的宏观认识，阐述了其在现代能源系统、交通运输、工业制造中的战略地位和发展趋势。随后，将重点深入讲解电力电子系统的核心——半导体功率器件。 第1章：电力电子技术概述 详细介绍了电力电子系统的基本构成（功率变换器、控制电路、电源系统），梳理了电力电子技术的发展历程，并对比分析了不同类型变换器（AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC）的拓扑结构与应用场景。 第2章：功率半导体器件（一）：二极管与晶闸管 深入剖析了功率二极管和晶闸管（SCR）的工作原理、特性曲线、导通与关断机制。重点解析了晶闸管的触发、关断条件，以及它们在简单整流电路中的应用与局限性。 第3章：功率半导体器件（二）：功率晶体管家族 集中讨论了功率MOSFET、IGBT和GTO等现代主流开关器件。书中详细对比了这些器件的开关损耗特性、耐压能力、电流密度等关键参数，并辅以大量的I-V特性图和热模型分析，指导读者如何根据应用需求选择最合适的器件。（此部分强调器件物理特性与参数的工程化解读，而非停留在教科书式的简单描述。） 第二部分：电力电子核心变换器原理（第4-8章） 这是本书的核心理论部分，详细阐述了四种基本功率变换器的运行机理、数学建模及控制策略。 第4章：开关电源（DC/DC 变换器） 涵盖了非隔离型（Buck、Boost、Buck-Boost）和隔离型（正激、反激、半桥、全桥）DC/DC变换器。对每种拓扑，本书均给出了稳态分析、工作周期计算方法，并引入了开关频率对输出电压纹波和效率的影响分析。特别地，对电流型控制（峰值电流控制、平均电流控制）的数学模型进行了详尽推导。 第5章：交流-直流变换器（AC/DC） 聚焦于有源功率因数校正（APFC）技术。内容覆盖了单相和三相的线性和非线性整流电路。深入分析了二象限、三象限整流电路的工作原理，并重点讲解了基于滞环控制和平均电流模式控制的PFC技术，目标是实现高功率因数和低谐波畸变。 第6章：直流-交流变换器（DC/AC，逆变器） 主要讨论方波逆变器和SPWM（正弦脉宽调制）逆变器。书中详细推导了SPWM的调制指数与输出电压幅值、谐波含量之间的关系，并对三相逆变器的电压空间矢量调制（SVM）进行了深入浅出的几何解释和性能评估。 第7章：交流-交流变换器（AC/AC） 涵盖了交流调压器和矩阵变换器。重点在于分析晶闸管串联/并联开关电路在调压中的应用，以及矩阵变换器（Matrix Converter）的拓扑结构、调制策略及其在无源滤波和高频化中的优势。 第8章：斩波电路与能量缓冲技术 针对DC/DC变换器中常见的能量存储元件（电感、电容）的选择和布局进行探讨，并引入了软开关（ZVS/ZCS）技术的基本概念及其在减小开关损耗中的作用。 第三部分：驱动、控制与保护技术（第9-11章） 本部分将理论与工程实践紧密结合，探讨了如何“驾驭”功率器件并确保系统稳定可靠运行。 第9章：功率器件的驱动电路设计 详细分析了MOSFET和IGBT的栅极驱动需求，包括死区时间控制、米勒效应的应对、驱动电压的匹配性。书中提供了多种光耦隔离驱动和高频变压器隔离驱动电路的设计实例与参数计算流程。 第10章：电流与电压的检测技术 讲解了在强电磁干扰环境下，如何精确、快速地检测高频开关信号下的电流（霍尔元件、电流互感器、低阻采样）和电压。特别关注了共模干扰和共地点的处理方法。 第11章：保护与故障诊断 论述了过流保护（OCP）、过压保护（OVP）的实现方式，如锁存式保护与非锁存式保护。分析了器件的二次击穿机制，并介绍了热插拔和故障自恢复技术。 第四部分：系统建模、仿真与分析（第12-13章） 本部分引入现代工程分析工具，强调系统级的建模能力。 第12章：电力电子系统的平均模型与状态空间法 教授读者如何使用平均模型（如平均状态空间平均法）对开关变换器进行小信号建模，为后续的线性化控制设计奠定基础。 第13章：应用MATLAB/Simulink进行仿真设计 提供了详细的Simulink建模指导，包括如何搭建开关模块、定义控制环路，并利用Simscape Electrical工具箱进行瞬态和稳态仿真，以验证理论计算结果。 第五部分：现代控制策略（第14章） 深入探讨了先进的反馈控制方法在提高系统性能中的应用。 第14章：反馈控制理论在电力电子中的应用 涵盖了经典的PID控制器的设计与参数整定（如根轨迹法、频率特性法），并引入了现代控制方法，如滑模控制（SMC）和无源性控制，用于处理系统非线性和负载变化带来的鲁棒性问题。 第六部分：工程应用案例分析（第15-16章） 通过两个大型的实际工程案例，展示前述所有理论知识的综合应用。 第15章：高功率密度三相并网逆变器设计 以光伏或风能并网逆变器为例，详细讲解从系统指标确定、器件选型、SPWM调制、双闭环控制设计到电磁兼容性（EMC）初步处理的全流程。 第16章：工业用高频感应加热电源设计 聚焦于大功率中频/高频感应加热电源，分析谐振电路的特性，IGBT模块的选择与串联均流控制，以及高频滤波器的设计要点。 本书特色： 1. 工程化导向： 理论推导完成后，紧跟“工程实现要点”，指导读者关注实际电路中的寄生参数、布局布线和散热问题。 2. 详尽的数学推导： 避免了关键公式的“黑箱化”，所有核心公式均提供完整、可追溯的推导过程。 3. 丰富的习题与思考题： 每章末均附有大量的定量计算题和定性分析题，并提供详细的解析步骤，助力读者巩固和内化知识。 4. 多学科交叉视角： 融合了半导体物理基础、经典控制理论、电磁兼容性初步知识，培养学生的系统思维能力。 本书适合作为电力电子技术、电源技术等课程的指定教材或参考书，尤其适合致力于从事电源设计、新能源电力转换设备开发及电力电子系统集成的工程技术人员。

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这本书带给我的最核心的价值，在于它打破了理论与应用之间的壁垒，营造了一种“动手做中学”的氛围。尽管我还没有亲自动手去实践书中的所有例子，但光是阅读那些针对特定电路功能进行优化和分析的案例，就已经让人受益匪浅。它不仅仅是罗列公式和定义，而是深入剖析了“为什么”要这么设计，以及“如果”不这么设计会有什么后果。比如，当讨论滤波器设计时，它会对比几种不同拓扑结构在实际电路中的寄生效应和噪声表现，这种对比分析的深度，远超出了我之前接触的任何一本基础读物。它仿佛在告诉我，成为一名优秀的电子工程师，需要的不仅仅是记住公式，更重要的是拥有一种批判性的、系统性的工程思维。这本书，与其说是一本教科书，不如说是一本“思维训练手册”，它正在潜移默化地塑造我对模拟电路的认知框架。

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这本书的语言风格，我必须给予高度评价。它完全摒弃了那种生硬、晦涩的学术腔调，转而采用了一种非常贴近工程实践的叙事方式。作者在阐述理论概念时，总是会巧妙地结合一些实际应用场景或者设计中的常见误区进行说明，这使得那些抽象的半导体物理和器件工作原理，一下子变得具象化了许多。举个例子，当讲解某个晶体管的偏置点选择时，它不像教科书那样只是给出一个计算公式，而是会解释说：“在实际设计中，温度漂移是最大的敌人，所以我们宁愿牺牲一点动态范围，也要确保工作点不会因为环境温度变化而‘跑偏’。” 这种“带着目的去学习”的感觉，极大地激发了我继续往下钻研的兴趣。它不是在“教”你知识点，而是在“教”你怎么用这些知识点去解决现实世界中的电子工程问题。这种务实的态度，对于准备进入行业或者正在努力提升实战能力的读者来说，是无价之宝。

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我发现这本书在知识体系的组织逻辑上，构建了一个非常坚固的阶梯。它并没有一开始就抛出复杂的负反馈理论或者运算放大器的极限分析，而是循序渐进地从最基础的二极管特性讲起，逐步深入到PN结的物理机制，然后自然过渡到BJT和MOSFET的静态与动态特性分析。这种由浅入深的安排，使得读者在建立起对基本元件的深刻理解之后，再去接触更高级的模拟系统设计，就会感觉水到渠成，而不是突兀和吃力。而且，它在每个模块的收尾部分，都会有一个小结，回顾本章的核心概念和它们之间的联系，这种“回顾与巩固”的设计，极大地帮助了我的记忆和知识串联。我通常读完一个大章节后，会合上书本，试着在脑海中重构作者的逻辑链条，发现这本书的脉络清晰到几乎不需要自己费力去梳理，这大大节省了我的学习时间。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一下子就抓住了我的眼球。我是在一家小书店偶然发现它的，当时架子上的书很多，但这本书的质感和排版风格显得尤为突出，让我忍不住想拿起来翻阅。那种纸张的触感，不是那种廉价的粗糙感，而是带着微微的韧性和光滑，让人感觉很舒服。而且，它的大小非常适中，刚好能单手持握，无论是放在背包里通勤路上看，还是在咖啡馆里慢慢研读，都非常方便。书脊的装帧处理得也很扎实，预感这本可以经受住反复翻阅的考验。更值得一提的是，书的整体设计透着一股严谨和专业的气息，不像有些教材那样花里胡哨，而是用最朴素的方式传递出内容的重要性，这种低调的专业感，对于我们这些需要啃硬骨头的人来说，简直是莫大的吸引力。我甚至可以想象，如果把这本书放在书架上，它和其他工具书摆在一起，也会显得格格不入——因为它散发着一种更沉静、更专注的力量。

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当我真正开始阅读内页时，那种阅读的顺畅感简直令人惊喜。很多技术类的书籍，排版上总是喜欢把公式和文字挤在一起，或者段落之间留白太少，读起来非常费劲，眼睛很容易疲劳。但这本书的处理方式非常人性化。它的字体选择清晰易读，字号大小适中，重点部分的定义和定理都有用不同字重或者斜体进行了区分，层次感非常分明。而且，章节之间的过渡和图表的插入都做得非常自然流畅，不是那种硬生生地插入图片的感觉。我特别注意到，它在讲解一些比较复杂的电路结构时，配的示意图线条非常清晰，关键节点的标注也非常明确，这对于初学者来说简直是救命稻草。那种阅读体验，就像是有一位经验丰富的前辈，耐心地在你耳边为你梳理知识脉络，而不是冷冰冰地把一堆理论砸过来。这种细节上的打磨，真正体现了出版方对读者的尊重。

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