电力电子技术（第2版） [Power Electronics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周克宁，王子辉，黄家善 编

图书标签:

• 电力电子
• 电力系统
• 电子技术
• 开关电源
• 逆变器
• 整流器
• 电力变换
• 电路分析
• 控制工程
• 新能源

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111488255

版次：2

商品编码：11696936

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材

外文名称：Power Electronics

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：174

字数：27

内容简介

　　《电力电子技术（第2版）》是一本面向自动化及电气自动化专业的电力电子技术教材，是为适应高校应用型人才培养的专业教学需要，在《电力电子技术》（第1版）的基础上修订而成的。全书分为七章。第一章为绪论，介绍电力电子技术的基本概念和应用领域。第二章对常用电力电子器件的结构、工作原理及性能作了较详细阐述。第三章至第六章讲述了属于电力电子技术基础的四大类变换电路的工作原理、参数计算等。第七章介绍现代电力电子新技术和新应用，并例举一些相关的例子。全书在阐明电力电子技术基本理论的前提下，偏重于应用的介绍。在第二章至第六章的后面部分都列举并分析了几个具体的应用实例，并介绍了电力电子电路中相关的集成电路，以帮助读者理解和较全面地掌握电力电子技术的理论及应用知识。《电力电子技术（第2版）》还附有MATLAB仿真习题，读者可借助习题中仿真电路模型的建立方法对电力电子技术做深入研究。

内页插图

目录

前言
第一章 绪论
第二章 电力电子器件
第一节 概述
第二节 电力二极管
第三节 电力晶体管
第四节 晶闸管
第五节 电力MOS场效应晶体管
第六节 绝缘栅双极晶体管
第七节 其他电力电子器件
第八节 电力电子器件的保护
小结
习题与思考题

第三章 交流 直流变换电路（AC DC Converter）
第一节 概述
第二节 单相可控整流电路
第三节 三相可控整流电路
第四节 有源逆变电路
第五节 整流电路的性能指标及应用技术
小结
习题与思考题

第四章 直流 直流变换电路（DC DC Converter）
第一节 概述
第二节 Buck降压电路
第三节 Boost升压电路
第四节 Buck Boost升压 降压电路
第五节 Cuk升压 降压电路
第六节 晶闸管斩波电路
第七节 直流变换电路的应用技术
小结
习题与思考题

第五章 直流 交流逆变电路（DC AC Inverter）
第一节 概述
第二节 电压型逆变电路
第三节 电流型逆变电路
第四节 脉宽调制型（PWM）逆变电路
第五节 逆变电路的应用技术
小结
习题与思考题

第六章 交流 交流变换电路（AC AC Converter）
第一节 概述
第二节 交流调压电路
第三节 交流调功电路
第四节 交 交变频电路
第五节 交流变换电路的应用技术
小结
习题与思考题

第七章 现代电力电子技术及其应用
第一节 概述
第二节 软开关技术
第三节 电力电子技术在变频器中的应用
第四节 电力电子技术在LED照明驱动电源中的应用
参考文献

前言/序言

　　21世纪我国高等教育开始进入大众化阶段，越来越多的人有机会接受高等教育。而培养更多的工程应用型本科人才是大众化高等教育的主要目标之一。近几年来应用型本科院校的教材建设却发展滞后。机械工业出版社在2004年组织出版了一套适合于大众化教育、应用型人才培养的自动化专业（包括电气工程及其自动化专业部分）本科教材。本书第1版的编写就是为了适应这一要求而展开的。同时，为了适应高校“卓越工程师教育培养计划”的实施和应用型人才培养的专业教学需要，本书在第1版的基础上进行了修订。
　　本书由三大内容板块组成。电力电子器件是第一大板块，在第二章专门论述晶闸管( Thyristor)、功率晶体管GTR、电力场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管( IGBT)等目前常用的电力电子器件。第三—六章围绕着四大类电能变换技术介绍AC-DC整流电路、DC-DC直流斩波电路、DC-AC逆变电路及AC-AC交流一交流变换电路，这是本教材的第二大板块。第三大板块结合现代电力电子技术列举了多个应用实例，对学习、理解电力电子技术课程内容以及电力电子技术的应用具有很大帮助作用。
　　电力电子技术类的教材、专著已有多种，本教材的特点是论述深入浅出、举例强调应用，除了必要的理论论述外，用比较大的篇幅来介绍如何应用电力电子技术。在介绍四大类变换技术的每章后面都有一两个结合本章理论内容的实际应用例子。尤其在本次修订中，在每章应用部分增加了多种芯片型号特点的介绍，给读者选型和查找带来方便。特别是在最后一章详细地介绍了软开关技术原理、变频器、LED照明产品的分析和应用方法。本教材的另一个特点是在习题部分提供了四大类变换电路的MATLAB仿真电路模型。MATLAB是目前十分流行的仿真应用程序，学会模型的建立和仿真方法，有利于利用计算机观察电路的仿真运行状况，加深对理论分析结果的理解和知识的吸收。有兴趣的读者还可以借助于这些模型，进一步地对复杂电路做仿真研究。
　　本书由周克宁主编，并负责全书统稿；王子辉，黄家善任副主编。前言、第一、四章由周克宁编写，第二章由刘以建编写，第三章由李叶紫编写，第五章由黄家善编写，第六章由赵葵银编写，第七章由王子辉和周克宁编写。
　　本书由浙江大学电气工程学院赵荣祥教授主审。赵荣祥教授在审阅时提出了许多有益的修改意见。在此表示衷心地感谢。
　　上海大学陈伯时教授、上海交通大学陈敏逊教授、上海海运学院汤天浩教授、湖南科技大学吴新开教授、扬州大学夏扬副教授在讨论本书的编写大纲过程中提出了宝贵的意见和建议，在此表示衷心地感谢。
　　在编写过程中参编学校自动化专业或电气工程及其自动化专业高年级的同学参与了部分文字、图表输入及处理工作，编者对此表示感谢。
　　由于作者学识有限，书中难免会有一些缺点和错误，恳切希望广大读者批评指正。
　　编　者

《电气工程中的电力电子技术》 内容简介 《电气工程中的电力电子技术》是一本面向电气工程领域学生、研究人员及工程师的权威性专著，系统地阐述了电力电子技术的基本原理、核心器件、电路拓扑、控制策略以及在各个关键应用领域的深度融合。本书力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡，不仅为读者构建扎实的理论基础，更着眼于培养分析和解决实际工程问题的能力。 全书共分为十五章，结构清晰，逻辑严谨，从基础概念逐步深入到复杂系统。 第一部分：基础理论与核心器件 第一章 绪论 本章首先回顾电力电子技术的发展历程及其在现代社会中的重要地位，强调其在能源转换、效率提升、功率控制等方面不可替代的作用。接着，阐述电力电子系统的基本构成，包括功率变换器、控制电路和滤波器等核心要素。重点介绍电力电子技术在工业驱动、可再生能源并网、电动汽车、智能电网等领域的广泛应用前景，激发读者对该领域的兴趣。最后，简要介绍本书的学习路线和研究方向。 第二章 半导体功率器件 本章深入探讨构成电力电子系统的基石——半导体功率器件。详细介绍二极管、晶闸管（SCR）、门极可控晶闸管（GTO）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等主要器件的物理结构、工作原理、关键电气特性（如电压、电流等级、开关速度、导通损耗、开关损耗）以及它们在不同应用场景下的优缺点。本章还将分析功率器件的选型原则，包括额定参数、热设计、可靠性及成本等因素。此外，对碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等第三代半导体材料在电力电子领域的新兴应用和技术优势进行展望。 第三章 功率二极管与晶闸管 本章聚焦于传统的功率二极管和晶闸管家族。详细解析PN结二极管、肖特基二极管的工作机理，特别是它们的快速恢复特性、低压降优势和在高频应用中的局限性。对于晶闸管，深入探讨其触发、关断过程，包括可控硅（SCR）的触发控制、触发电路设计，以及各种改进型晶闸管如逆导晶闸管（GTO）和晶闸管（Thyristor）的特性与应用。本章还将讨论这些器件的保护措施，例如过电压、过电流保护电路的设计。 第四章 功率MOSFET与IGBT 本章重点介绍现代电力电子领域的主力军——功率MOSFET和IGBT。细致讲解MOSFET的驱动特性，包括栅极驱动电路的设计要点，以及其在低压、高频应用中的优势。对于IGBT，深入分析其兼具MOSFET的易驱动性和双极型晶体管的功率能力，详细阐述其结构、工作模式、导通损耗与开关损耗特性。本章还将对比MOSFET和IGBT在不同电压、电流等级下的性能差异，为读者提供器件选型的指导。此外，还会涉及功率集成器件（PIM）和功率模块（IPM）的概念及其优势。 第二部分：功率变换器拓扑与分析 第五章 基本DC-DC变换器 本章系统介绍最基础的DC-DC变换器拓扑，是理解更复杂变换器的基石。详细分析降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）以及隔离式DC-DC变换器（如正激、反激）的工作原理。通过开关函数的数学模型，推导不同工作模式下的电压、电流关系，分析变换器的效率、输出电压纹波和输入电流纹波。本章还将探讨变换器的关键设计参数，如电感和电容的选定，以及它们对系统性能的影响。 第六章 斩波器与相控整流器 本章介绍DC-AC和AC-DC的变换。首先，讲解DC斩波器（Chopper）的原理，包括其在直流电机调速、DC负载控制等方面的应用。接着，深入分析单相和三相相控整流器（Controlled Rectifiers）的工作原理，包括各种控制模式（如α、γ控制）下输出电压的调控方式，以及其在AC电源电压波动和谐波注入方面的特性。本章还会讨论无功功率补偿、功率因数校正等相关问题。 第七章 逆变器原理与拓扑 本章聚焦于DC-AC变换，即逆变器。详细介绍方波逆变器、脉宽调制（PWM）逆变器（如SPWM、DPWM）的原理。深入分析电压源型逆变器（VSI）和电流源型逆变器（CSI）的拓扑结构、工作模式和关键性能指标，包括输出电压、电流的谐波含量、总谐波失真（THD）。本章还将介绍多电平逆变器（如NPC、Cascaded H-bridge）的结构和优势，以及它们在高压大功率应用中的重要性。 第八章 开关模式电源（SMPS） 本章将前面介绍的DC-DC变换器原理应用于开关模式电源的设计。详细阐述SMPS的基本构成，包括前级整流滤波、DC-DC变换核心、后级输出滤波以及反馈控制环路。介绍几种常见的SMPS拓扑，如Flyback、Forward、Half-bridge、Full-bridge等，并分析它们的特点和适用范围。本章还将讨论SMPS的设计流程、效率优化、电磁干扰（EMI）抑制以及可靠性设计要点。 第三部分：控制策略与设计 第九章 脉宽调制（PWM）控制技术 本章深入研究实现功率变换器精确输出控制的核心技术——脉宽调制（PWM）。详细讲解各种PWM调制策略，包括等效PWM（SPWM）、三角波比较PWM、自然采样PWM，以及适用于多电平逆变器的空间矢量脉宽调制（SVPWM）。分析不同调制策略对输出电压、电流波形的影响，以及它们在谐波抑制、动态响应和载波重叠等方面的性能对比。本章还将介绍PWM信号的产生电路和数字控制下的PWM实现。 第十章 功率变换器的闭环控制 本章探讨功率变换器的稳定性与动态性能控制。详细介绍PID控制器、滞环控制器、滑模控制器等常用控制器的设计原理和在功率变换器中的应用。分析控制器的参数整定方法，以及它们对系统响应速度、稳态精度和抗扰动能力的影响。本章还将介绍电流环、电压环的级联控制策略，以及在动态响应受限时如何进行补偿设计，同时讨论无传感器控制等前沿技术。 第四部分：应用与进阶 第十一章 电力电子在可再生能源发电中的应用 本章深入探讨电力电子技术在风力发电、太阳能光伏发电、潮汐能等可再生能源系统中的关键作用。详细介绍风力发电机变流器（如DFIG变流器、永磁同步发电机变流器）和光伏逆变器（如单相、三相并网逆变器）的拓扑结构、控制策略和并网要求。分析如何提高能量捕获效率、抑制电网谐波、实现无功功率补偿，并满足电网的接入标准。 第十二章 电力电子在电动汽车中的应用 本章聚焦于电力电子技术在电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）中的核心应用。详细介绍电池管理系统（BMS）中的DC-DC变换器、车载充电器（OBC）的设计，以及驱动电机所使用的AC-DC-AC变流器（如逆变器）的拓扑与控制。分析如何实现高效率的能量转换，优化电池充放电管理，提升续航里程和整车性能。本章还将讨论V2G（Vehicle-to-Grid）技术中的电力电子挑战。 第十三章 电力电子在工业驱动与伺服系统中的应用 本章讲解电力电子技术在工业电机驱动领域的应用。详细介绍交流电机（感应电机、同步电机）和直流电机的调速驱动技术，包括变频器（VFD）的构成、控制方法（如V/f控制、矢量控制）及其在各种工业场景下的应用，如起重、输送、风机、水泵等。本章还将介绍伺服驱动系统中的高精度位置、速度控制以及动力学补偿技术。 第十四章 电力电子在智能电网与能源互联网中的应用 本章探讨电力电子技术在现代电网升级和能源互联网构建中的关键作用。详细介绍高压直流输电（HVDC）技术，包括LCC-HVDC和VSC-HVDC的原理、拓扑和控制。分析柔性交流输电系统（FACTS）中的各种装置（如SVC, STATCOM, TCSC）如何改善电网的输电能力、稳定性和电能质量。本章还将讨论微电网、能源路由器、储能系统接入等新兴领域的电力电子解决方案。 第十五章 电磁兼容性（EMC）与可靠性设计 本章关注电力电子系统的工程实践中至关重要的两个方面：电磁兼容性（EMC）和可靠性。详细阐述电力电子系统产生的电磁干扰（EMI）源，并介绍抑制EMI的常用方法，包括滤波技术、屏蔽技术、布局设计和器件选型。在可靠性方面，分析功率器件的失效模式，探讨热管理、过电压/过电流保护、以及冗余设计等关键技术，以提高电力电子系统的长期稳定运行能力。 本书通过丰富的理论推导、详细的电路分析和典型的工程实例，力求为读者提供一个全面、深入且实用的电力电子技术学习平台，助力其在相关领域的研究与开发工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是严谨而充实的。作为一名研究僧，我对电力电子的前沿技术和理论模型非常感兴趣。这本书在一些核心理论的推导和证明上做得非常到位，逻辑严密，让人信服。我特别欣赏书中对一些经典拓扑结构（如Buck、Boost、Flyback）的详细分析，包括其工作模式、电压电流关系以及纹波的计算。这些基础理论对于我进行更高级的建模和仿真研究非常有帮助。书中还提及了一些新的研究方向和技术趋势，这为我的毕业论文选题提供了灵感。虽然有些章节的理论深度对我来说还需要花更多时间去消化，但这正是这本书的价值所在，它能够不断地挑战我的认知边界，促使我不断学习和进步。总的来说，这本书是一份宝贵的学术资源，适合那些希望深入研究电力电子领域理论的学者和学生。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直让我大开眼界！作为一名电子工程专业的学生，我一直对电力电子领域充满好奇，但又觉得它枯燥乏味，理论性太强。然而，这本书彻底改变了我的看法。作者的讲解深入浅出，把复杂的概念比如开关管的损耗、不同拓扑结构的优缺点，都用非常直观的比喻和图示解释清楚。我特别喜欢书中的案例分析，它将理论知识与实际应用紧密结合，让我看到了电力电子技术在日常生活中的广泛应用，比如我们家里用的开关电源、电动汽车的充电桩，甚至是工业生产中的大功率设备。每一次翻开这本书，我都能学到新的东西，而且理解得越来越透彻。书中提供的电路图和仿真结果也非常有助于我理解理论知识。我曾因为某个章节的难点而感到困惑，但通过反复阅读和参考书中的例子，我最终克服了困难，这种成就感真的非常棒。总而言之，这本书不仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，让我爱上了电力电子这门学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人印象深刻。作为一名有着几年工作经验的工程师，我一直在寻找能够提升我专业技能的资料，而这本书恰好满足了我的需求。书中对高频开关变换器的设计原则、控制策略以及各种保护措施的阐述非常详细，让我对这些关键技术有了更深层次的理解。我尤其欣赏书中关于EMI（电磁干扰）抑制和功率因数校正（PFC）方法的讨论，这些都是实际工程中非常重要的议题。书中提供的计算公式和设计流程清晰明了，为我进行实际项目的设计提供了宝贵的参考。我曾经在处理一个电源项目的EMI问题时束手无策，但阅读了书中相关的章节后，我获得了许多解决思路，并且最终成功地解决了问题。这本书的参考文献也非常丰富，为我进一步深入研究提供了方向。我已经将这本书列为我案头必备的参考书之一，并且在日常工作中经常翻阅。

评分☆☆☆☆☆

我是一个初学者，刚刚开始接触电力电子这个领域。老实说，一开始我对这本书感到有些畏惧，因为我担心里面的内容会太难理解。但是，这本书的章节安排非常合理，从最基础的概念开始，循序渐进地引入更复杂的知识。作者非常细心地为每一个新概念都提供了清晰的定义和解释，并且配有大量的插图和图表，这对我这个视觉型学习者来说帮助巨大。我尤其喜欢书中关于各种半导体器件（如MOSFET、IGBT）工作原理的讲解，让我对这些“幕后英雄”有了更直观的认识。书中的习题也很有代表性，能够帮助我检验学习效果。即使是遇到一些难以理解的部分，书后提供的答案和解析也让我能够找到方向。我觉得这本书非常适合那些想要系统学习电力电子技术，但又缺乏一定基础的读者。它为我打下了坚实的基础，让我对未来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在自动化控制领域工作的技术人员，工作中经常会涉及到电力电子器件的应用。这本书为我提供了一个非常好的视角来理解这些器件是如何工作的，以及它们在实际系统中扮演的角色。我特别关注书中关于驱动电路和散热设计的部分，这些细节对于保证电力电子设备稳定可靠运行至关重要。作者在解释这些内容时，不仅提供了理论上的分析，还结合了大量的工程实践经验，使得讲解更加贴近实际。我曾经遇到过一个设备过热的问题，通过参考书中关于散热设计的建议，我找到了问题的根源并进行了有效的改进。这本书的语言风格比较严谨，但又不失清晰，让我能够快速抓住重点。对于想提升自己在电力电子应用层面理解的同行来说，这本书绝对是一本值得推荐的读物。