特殊应用电路(第六卷) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国计量出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:26.0

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isbn号码:9787502613013

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• 电路设计
• 模拟电路
• 混合信号电路
• 射频电路
• 低功耗电路
• 信号处理
• 通信电路
• 传感器电路
• 电源管理
• 嵌入式系统

《现代电力电子系统设计与优化》 前言 随着信息技术的飞速发展和全球对能源效率的日益重视，电力电子技术已成为支撑现代工业、交通、通信和可再生能源领域的核心技术之一。本教材深入探讨了现代电力电子系统的设计原理、关键元器件的特性、拓扑结构的选择与优化，以及系统级的控制策略。全书旨在为读者提供一套全面、深入且具有实践指导意义的知识体系，使其能够胜任复杂电力电子设备的前沿研发与工程应用工作。 第一部分：电力电子技术基础与关键元器件 本部分首先回顾了电力电子学的基本概念，包括功率变换的基本原理、拓扑分类及其在不同应用场景下的适用性。重点分析了现代电力电子系统对器件的严苛要求，并对主流功率半导体器件的物理特性、工作机制及失效模式进行了详尽的论述。 第一章：功率半导体器件的物理与特性 本章详细阐述了功率MOSFET、IGBT、GTO以及最新一代的SiC MOSFET和GaN HEMT等器件的内部结构、导通与关断过程中的损耗分析。特别关注了宽禁带半导体器件（WBG）在高温、高频应用中的优势与局限性，并讨论了驱动电路设计对器件性能发挥的关键作用。器件的参数选择与热管理策略是本章的实践核心，旨在指导工程师如何根据具体应用选择最匹配的功率开关管。 第二章：磁性元件的集成与优化 在高效能电力电子变换器中，电感器和变压器是实现能量存储和隔离的核心元件。本章超越了传统课本对磁性元件的简单介绍，聚焦于现代高频、高功率密度设计中的挑战。内容涵盖了铁氧体材料的选择、磁芯损耗的精确计算模型、多物理场耦合下的电磁设计（包括热效应和机械应力），以及在集成化封装中如何实现磁性元件的小型化和高可靠性。针对不同拓扑（如LLC谐振变换器），优化磁性元件的耦合系数和漏感控制策略进行了深入探讨。 第三部分：主流功率变换拓扑的深入分析 本部分系统梳理了直流/直流、直流/交流和交流/交流变换器的关键拓扑结构，并着重于在特定工作条件下的性能评估与优化。 第三章：高效率开关式直流/直流变换器 本章详细分析了从基础的Buck、Boost到先进的非隔离型多端口变换器，以及隔离型正激、反激、半桥和全桥变换器。重点剖析了谐振型变换器（如LLC、LCC）在实现零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）方面的机理。通过建立精确的数学模型，推导了在不同负载条件下的效率曲线，并给出了增益调节范围的限制分析，为电源设计师提供了选择最佳拓扑的理论依据。 第四章：先进的交直流电源（AC/DC）变换技术 本章聚焦于如何实现符合全球能效标准的AC/DC变换系统。内容涵盖了无源功率因数校正（PFC）和有源PFC（APFC）电路的详细设计，特别是反向Flyback式APFC和Boost式APFC的控制特性。对于多电平变换器，如中点钳位（NPC）和级联H桥（CHB）逆变器，本章分析了它们在实现高压、低谐波输出方面的优势，以及如何通过移相和空间矢量调制（SVM）技术精确控制输出波形。 第四章：高性能直流/交流（DC/AC）逆变器技术 本章是针对电机驱动、不间断电源（UPS）和并网逆变器的核心内容。除了标准的单相和三相H桥结构，重点分析了双有源桥（DAB）在隔离型DC/AC中的应用潜力。对于三相逆变器，详细对比了正弦脉宽调制（SPWM）和空间矢量调制（SVM）的调制指数、谐波含量和直流利用率的差异。此外，本章深入探讨了死区时间对输出电压质量的影响，并提出了基于快速电流环的动态响应优化方法。 第三部分：系统级控制、保护与集成 现代电力电子系统不再是单纯的电路堆砌，而是复杂的反馈控制系统。本部分将控制理论应用于电力电子系统，并探讨了系统可靠性和集成化设计的关键问题。 第五章：数字化控制与反馈回路设计 本章强调了数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）在现代电力电子中的核心地位。内容包括：如何建立系统的精确小信号模型，设计电流环和电压环的PID控制器，以及使用平均状态模型（Average State Space Model）进行系统级仿真。针对高频开关带来的采样延迟和量化误差，本章提出了先进的数字补偿技术，如前馈控制和基于模型预测控制（MPC）的基础架构，以提高系统的动态性能和稳定性。 第六章：热管理、可靠性与EMI/EMC 一个高性能的电力电子系统必须具备卓越的可靠性和环境适应性。本章探讨了热设计在系统寿命中的决定性作用，包括热阻的计算、散热器的选型、以及新型热界面材料（TIM）的应用。在电磁兼容性（EMC）方面，详细分析了开关操作产生的尖峰电流和电压如何转化为噪声源，并提出了从PCB布局、器件布局到滤波网络设计（共模/差模抑制）的系统性抗干扰策略。本章最后还涵盖了过流、过压保护电路的设计与实现。 总结与展望 本书的编写旨在搭建一座理论与工程实践之间的桥梁。通过对这些前沿技术的深入剖析，读者将能掌握从器件选型、拓扑选择到系统控制和可靠性设计的全流程工程能力，为未来在新能源并网、电动汽车电驱动、高密度数据中心电源等领域进行创新性工作打下坚实的基础。

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这本书的封面设计简直是技术流的视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配上精细的电路图线条，立刻就能让人感受到内容的专业性和深度。我本来对“特殊应用电路”这个主题抱持着既期待又有点畏惧的心态，毕竟“特殊”往往意味着晦涩难懂。然而，当我翻开第一章，那种担心立刻烟消云散了。作者在处理那些看似复杂的、需要深厚背景知识才能理解的概念时，展现出了惊人的耐心和清晰的逻辑。他们没有直接抛出高深的公式，而是用大量生动的比喻和实际的应用场景来铺垫，引导读者逐步深入。比如在讲解高频开关电源的瞬态响应时，作者竟然用到了类似水泵抽水和管道压力波动的类比，这让一个初次接触这块内容的人也能迅速抓住核心的物理意义。整本书的编排非常注重学习的连贯性，每一章的知识点都像是搭积木一样，层层递进，绝不会出现那种前言不搭后语的突兀感。即便是那些涉及到前沿技术的章节，也处理得恰到好处，既保证了理论的前瞻性，又兼顾了工程实践的可操作性。这种对读者学习体验的细腻考量，是很多教科书所缺乏的，它真正做到了让复杂的知识变得“可消化”。

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我通常阅读技术书籍的习惯是“跳读”和“点查”，只关注与我当前工作最相关的部分。但阅读这本第六卷的时候，我发现自己竟然沉浸下去了，开始系统地追溯那些我原本认为自己已经掌握的内容。这套书的语言风格非常独特，它不像某些教材那样板着脸孔说教，反而带有一种成熟的工程师特有的幽默感和对现实挑战的深刻理解。比如在讨论电磁兼容性（EMC）问题时，作者用了一个生动的比喻，把高频噪声比作“不请自来的派对客人”，然后详细列举了如何通过不同的“安保措施”（去耦、屏蔽、接地）来控制它们的活动范围。这种将抽象的工程难题具象化的能力，极大地降低了阅读的门槛。更重要的是，它似乎能预判读者的思维误区，在关键的转折点设置了“陷阱警告”或者“注意事项”的小栏目，这些都是基于作者在实际工程中踩过的坑总结出来的宝贵经验，读起来感觉无比亲切和受用。

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坦率地说，我购买这套书是抱着一种“试试看”的心态，因为市面上的第六卷、第七卷这类后续卷册，常常内容会变得非常零散，或者专业性高到脱离实际。但是，这本《特殊应用电路(第六卷)》成功地在极高的专业深度和广阔的应用视野之间找到了一个完美的平衡点。它没有陷入某一特定领域的钻牛角尖，而是横向展示了多种前沿电路设计在面对共同挑战时所采用的不同优化思路。我尤其赞赏它在系统集成方面的探讨。很多电路设计在单块板上表现完美，但在整机环境中就会暴露出散热、串扰或功耗管理的瓶颈。这本书在探讨完单个功能模块的设计后，会立即拔高视角，讨论如何将这些模块高效、稳定地整合到复杂系统中去，并且提供了大量关于系统级功耗预算和热管理初级策略的实用指南。这种由微观到宏观的自然过渡，使得整本书的知识体系非常闭合和完整，读完后带来的充实感和掌控感是前所未有的。

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作为一名长期在学术界摸爬滚打的研究人员，我对理论体系的完整性和逻辑自洽性有着近乎苛刻的要求。很多市面上声称涵盖“特殊应用”的书籍，往往只是简单地罗列了各种案例，缺乏对底层物理机制的深入挖掘。然而，这本《特殊应用电路(第六卷)》在处理这些复杂场景时，展现出了极高的学术素养。它没有满足于停留在“怎么做”（How-to），而是花费了大量的笔墨去阐述“为什么”（Why）。例如，在探讨某种非线性补偿策略时，作者并没有直接给出黑箱模型，而是从拉普拉斯变换域和Z域的极点零点分布出发，详细分析了引入补偿环节后，系统相频特性的微妙变化。这种严谨的数学推导和物理直觉的完美结合，让读者不仅学会了如何设计，更理解了设计背后的限制和可能性边界。书中的注释部分也极其丰富，引用了大量顶尖期刊的文献，使得任何一个感兴趣的点都可以顺藤摸瓜，进行更深层次的学术追踪，这对于我正在进行的课题研究具有非常直接的指导价值。

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我是在一个非常紧张的项目周期内开始阅读这套书的，时间压力让我对阅读材料的要求极为苛刻——我需要的是能立刻解决实际问题、并且解释原理透彻的“实战手册”，而不是停留在理论推演的象牙塔里。这本书，特别是“第六卷”的这部分内容，完全超出了我的预期。我特别欣赏它对细节的极端重视。举个例子，在讨论某种特定滤波器的设计公差对系统稳定性的影响时，作者不仅给出了理论计算模型，还附带了一份详尽的表格，对比了在不同温度和负载波动下，元件参数微小变化可能导致的输出纹波的实际差异。这种详尽到近乎偏执的程度，对于我们这些需要对产品可靠性负责的工程师来说，简直是救命稻草。我甚至发现书中有不少地方，引用了最新的行业标准和最新的半导体器件手册中的参数作为例证，这让书中的内容充满了“保鲜期”，而不是读起来像一本几年前的老旧资料。阅读这本书的过程，与其说是在学习，不如说是在与一位经验丰富、一丝不苟的资深专家进行一对一的深入交流，他的每一个论断都有坚实的工程依据支撑。

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