电路理论基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:赖旭芝 编

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:1970-1

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787811056891

丛书系列:

图书标签:

• 电路理论
• 电路分析
• 基础电子学
• 电气工程
• 模拟电路
• 线性电路
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• 工程教育
• 电力系统

电力电子技术：原理、器件与应用 本书旨在系统地阐述电力电子技术的核心原理、关键器件及其在各个领域的广泛应用。电力电子技术作为连接电力系统与电子控制的关键桥梁，在现代社会中扮演着至关重要的角色，其发展水平直接关系到能源的有效利用、电能质量的提升以及各种电子设备的性能。 第一部分：电力电子技术基础 本部分将从电力电子的基本概念出发，为读者建立起坚实的理论基础。 电力电子学的基本概念与发展历程： 深入探讨电力电子学的定义、研究内容及其在工业、交通、通信、新能源等领域的演进。我们将追溯电力电子技术从早期整流器、变频器到如今集成化、智能化发展的脉络，强调其在节能降耗、提升效率方面的重要贡献。 电力电子变换器的基本类型与工作原理： 详细介绍直流-直流（DC-DC）、直流-交流（DC-AC）、交流-直流（AC-DC）和交流-交流（AC-AC）等基本变换器拓扑。我们将剖析不同拓扑的电路结构、开关器件的控制策略以及能量传递机制，并通过详实的数学推导和波形分析，揭示其工作特性。例如，在DC-DC变换器部分，我们将重点讲解升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）以及Cuk、SEPIC等复杂拓扑的原理，分析其纹波特性、效率及瞬态响应。对于DC-AC逆变器，我们将探讨方波、脉宽调制（PWM）以及空间矢量脉宽调制（SVPWM）等控制方式，分析其谐波抑制效果和输出电压控制精度。 功率半导体器件： 重点介绍在电力电子电路中常用的关键功率器件，包括二极管（整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管）、晶闸管（Thyristor，包括普通晶闸管、可关断晶闸管GTO、门极换向晶闸管GTO）、双极型晶体管（BJT）、功率场效应晶体管（MOSFET）以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。我们将深入分析这些器件的导通与关断机理、特性曲线、损耗特性、可靠性以及在不同应用场景下的选型原则。对于MOSFET和IGBT，我们将详细讲解其栅极驱动的要求、寄生参数的影响以及开关速度对电路性能的制约。 触发与控制电路： 讲解实现功率器件导通与关断所需的触发和控制电路。这包括脉冲发生器、驱动电路（如光隔离驱动、驱动功率）、逻辑控制单元（如单片机、DSP、FPGA）以及必要的保护措施。我们将强调不同器件对触发信号的要求，以及如何设计高可靠性和抗干扰的控制系统。 第二部分：关键电力电子变换器及其设计 本部分将聚焦于几种核心的电力电子变换器，并探讨其设计要点。 AC-DC变换器（整流器）： 单相与三相整流器： 介绍不控整流（二极管整流）、半控整流（晶闸管整流）和全控整流（如DC-DC变换器与AC-DC变换器结合）的原理。我们将分析不同整流方式的输出电压、纹波系数、功率因数以及对电网的谐波污染。 有源功率因数校正（APFC）： 详细阐述APFC的原理、拓扑结构（如Boost型APFC、SEPIC型APFC）及其在改善功率因数、减小电网谐波方面的作用。我们将分析APFC的控制策略，包括电流环和电压环的设计。 DC-DC变换器： 隔离型DC-DC变换器： 介绍隔离变压器在DC-DC变换器中的作用，以及正激（Forward）、反激（Flyback）、半桥（Half-Bridge）、全桥（Full-Bridge）等隔离拓扑的工作原理。我们将分析隔离型变换器在安全隔离、电压匹配以及多路输出等方面的优势。 非隔离型DC-DC变换器： 深入探讨Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC、Zeta等基本非隔离拓扑的详细工作模式，包括连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）。我们将分析其电压转换比、输出电压纹波、输入电流纹波以及效率随负载和占空比的变化规律。 DC-AC变换器（逆变器）： 单相与三相逆变器： 介绍电压型逆变器和电流型逆变器。重点讲解PWM控制技术，包括单极性PWM、双极性PWM、以及如何通过调制策略实现输出电压和频率的可控性。 多电平逆变器： 探讨NPC（中点箝位）、FC（飞跨连接）和T-type等新型多电平逆变器拓扑，分析其在提高输出电压等级、减小谐波、提高效率方面的优势，以及在高压大功率应用中的重要性。 AC-AC变换器（交流变流器）： 直接交流变流器（Cycloconverter）： 介绍直接将一种频率的交流电变换为另一种频率的交流电的原理，分析其在电机驱动和无功功率补偿等方面的应用。 间接交流变流器： 介绍先将交流电变换为直流电，再将直流电变换为所需频率和幅值的交流电的原理，包括AC-DC-AC的串联和并联结构。 第三部分：电力电子技术的应用 本部分将展示电力电子技术在各个领域的广泛应用，体现其技术价值和社会意义。 电动汽车（EV）与混合动力汽车（HEV）的电力电子系统： 详细介绍电动汽车的电机驱动器、车载充电器、DC-DC变换器（用于给12V系统供电）、电池管理系统（BMS）等关键电力电子应用。分析电机驱动器中各种控制策略（如FOC），以及高效充电技术的进展。 新能源发电系统（光伏、风电）： 阐述光伏逆变器（并网和离网）、风力发电变流器（双馈异步发电机和永磁同步发电机的控制）的设计与工作原理。重点关注其最大功率点跟踪（MPPT）技术、并网稳定性以及电网友好性。 工业驱动与电机控制： 介绍变频器在交流电机调速中的应用，包括V/f控制、矢量控制、直接转矩控制（DTC）等。分析其在提高生产效率、节能降耗方面的作用。 开关电源（SMPS）： 详细阐述各种开关电源拓扑（如反激、正激、LLC谐振变换器）在计算机、通信设备、消费电子等领域的应用。强调其高效率、体积小、重量轻的特点。 电力系统中的应用： 介绍柔性直流输电（HVDC）技术，包括LCC-HVDC和VSC-HVDC的原理与优势。分析其在长距离输电、海底电缆输电以及电网互联中的作用。此外，还将介绍静止无功补偿器（SVC）、动态电压恢复器（DVR）等用于改善电能质量的电力电子装置。 感应加热与电焊机： 探讨高频电源在感应加热、电焊机等工业应用中的原理，分析其功率密度和效率的提升。 第四部分：电力电子技术的前沿与发展趋势 本部分将展望电力电子技术的未来发展方向。 宽禁带半导体器件（SiC、GaN）： 详细介绍碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型半导体材料的优异性能，以及基于这些材料的功率器件（如SiC MOSFET、GaN HEMT）在提高工作频率、降低损耗、减小器件体积方面的巨大潜力。 模块化与集成化： 探讨电力电子模块（PEM）的设计与发展，以及集成电力电子系统（IPEM）的趋势，分析其在可靠性、性能和成本方面的优势。 智能化与数字化： 介绍物联网（IoT）、人工智能（AI）在电力电子系统中的应用，例如预测性维护、智能电网控制、自适应控制等。 高频化与小型化： 分析如何通过提高开关频率来减小无源器件（电感、电容）的体积，从而实现电力电子装置的小型化和轻量化。 通过以上章节的系统学习，读者将能够深入理解电力电子学的基本原理、掌握各种关键变换器的设计方法，并能够分析其在实际工程应用中的重要作用。本书内容丰富，理论与实践相结合，旨在为从事电力电子相关领域的科研人员、工程师和学生提供一本全面而深入的参考资料。

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