電力電子技術（第2版）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材·國傢級精品課程主乾教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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賀益康，潘再平 著

圖書標籤:

• 電力電子技術
• 電力電子
• 電子技術
• 電路分析
• 開關電源
• 變流器
• 逆變器
• 電力係統
• 國傢級規劃教材
• 精品課程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030281524

版次：2

商品編碼：12222798

包裝：平裝

叢書名： “十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材國傢級精品課程主乾教材

開本：16開

齣版時間：2010-07-01

用紙：膠版紙

頁數：303

字數：390000

正文語種：中文

內容簡介

　　本書是針對電氣工程及其自動化專業基礎課程教學需要編寫的教材，其內容經過精選，既保持瞭學科的完整性，又反映瞭該領域內的新技術成果，更注意適應教學的需求。
　　本書內容包括功率半導體器件及其驅動與保護、可控整流與有源逆變、直流-直流變換（斬波）、直流-交流逆變電路、PWM逆變及整流、交流調壓與調功、交流-交流變頻、諧振軟開關技術以及電力電子技術在電氣工程中的應用等。
　　本書配套有電子課件，可贈送給任課教師使用。
　　本書可作為電氣工程及其自動化專業的教材，也可供相近專業選用。
　　本書也可供從事電力電子技術、運動控製（交流調速）技術、電力係統及其自動化等領域工作的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第二版前言
第一版前言

第一章 功率半導體器件
1．1 概述
1．2 大功率二極管
1．3 晶閘管
1．4 大功率晶體管
1．5 功率場效應晶體管
1．6 絕緣柵雙極型晶體管
1．7 其他新型功率開關器件
本章小結
思考題與習題

第二章 功率半導體器件的驅動與保護
2．1 晶閘管的驅動與保護
2．2 電流型自關斷器件的驅動
2．3 電壓型自關斷器件的驅動
2．4 自關斷器件的保護
本章小結
思考題與習題

第三章 交流-直流（AC-DC）變換
3．1 單相可控整流電路
3．2 三相可控整流電路
3．3 有源逆變電路
3．4 電容濾波的不控整流電路
3．5 整流電路的諧波及功率因數
3．6 大功率整流電路
本章小結
思考題與習題

第四章 直流-直流（DC-DC）變換
4．1 DC-DC變換的基本控製方式
4．2 基本DC-DC變換器
4．3 晶閘管斬波器
4．4 橋式可逆斬波器
本章小結
思考題與習題

第五章 直流-交流（DC-AC）變換
5．1 逆變電路概述
5．2 負載諧振式逆變電路
5．3 強迫換流式逆變電路
5．4 逆變電路的多重化及多電平化
5．5 脈寬調製型（PWM）逆變電路
5．6 PWM整流電路
本章小結
思考題與習題

第六章 交流-交流（AC-AC）變換
6．1 交流調壓電路
6．2 交-交變頻電路
6．3 矩陣式變換電路
本章小結
思考題與習題

第七章 諧振軟開關技術
7．1 諧振軟開關的基本概念
7．2 典型諧振開關電路
本章小結
思考題與習題

第八章 電力電子技術在電氣工程中的應用
8．1 晶閘管-直流電動機調速係統
8．2 晶閘管無換嚮器電機
8．3 異步電機變頻調速係統
8．4 變速恒頻發電技術
8．5 有源電力濾波器
8．6 不間斷電源
8．7 靜止無功補償
8．8 靜止無功發生器
8．9 高壓直流輸電
8．10 靈活交流輸電係統
本章小結

參考文獻

前言/序言

　　本書是《電力電子技術》（賀益康、潘再平編著，科學齣版社，2004年齣版）一書的第二版，已列入普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。為適應目前電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程教學需要，作者對本書第一版進行瞭修訂。在第二版編寫中除繼續保持前一版的優點外，一方麵注意電力電子技術本身學科內容的係統性、完整性和教學所需的循序漸進性，另一方麵也突齣瞭電氣工程及其自動化專業教學需要、與後續專業課程銜接的針對性以及內容上的新穎性和先進性；同時還根據多年教學實踐，在保持章節結構大體不變的前提下，對前一版內容的某些不足、文圖錯誤進行瞭修正，並增加瞭一些新內容，具體如下：
　　（1）刪除與本科教學關係較少的一些器件技術性能的介紹，如UAA4002模塊；
　　（2）增加4.4節“雙嚮DC-DC變換器”、4.6節“多相多重斬波電路”及5.4節“三相電壓源型逆變電路”；
　　（3）在5.6.5節“PWM逆變電路輸齣特性”的正弦脈寬調製方法的采樣法中，增加“（2）規則采樣法”；
　　（4）在5.6.5節“PWM逆變電路輸齣特性”中增加“開關死區對PWM變頻器輸齣的影響”；
　　（5）在5.6.5節“PWM逆變電路輸齣特性”中增加“零電壓開關準諧振電路”等。
　　本書作者對在第一版使用中提齣意見和建議的讀者錶示衷心的感謝！同時繼續懇切希望廣大讀者批評指正。

電力電子技術（第2版）—— 開啓電力轉換新視界 麵嚮未來，深度融閤，創新驅動——打造新時代電力電子的基石 在日新月異的科技浪潮和全球能源轉型的大背景下，電力電子技術作為連接能源生成、傳輸、分配與消費的關鍵橋梁，其重要性愈發凸顯。它不僅是實現高效能源利用、發展新能源、提升電網穩定性的核心技術，更是推動信息技術、人工智能、高端製造等新興産業發展的強大引擎。 本書，《電力電子技術（第2版）》，作為“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材，同時也是國傢級精品課程的主乾教材，其編寫初衷便是為廣大讀者，尤其是高等院校的師生，提供一套係統、深入、前沿的電力電子技術知識體係。本次修訂，在繼承第一版紮實理論基礎的同時，緊密結閤當前電力電子領域最新的研究進展、技術突破和工程應用，力求在內容的深度、廣度以及教學的實用性上實現新的飛躍。 本書內容詳盡，結構清晰，旨在全麵構建讀者的電力電子技術知識框架，並為其未來的學習與研究打下堅實基礎。 第一篇：電力電子器件與模塊——構築能量轉換的基石 本篇將帶領讀者走進電力電子技術的核心——那些能夠精確控製電能流動的“開關”和“二極管”。我們不僅會深入剖析各類關鍵電力電子器件的基本原理、結構特性、關鍵參數以及應用場景，更會關注它們的最新發展動態。 二極管傢族的演進： 從傳統的快恢復二極管、超快恢復二極管，到擁有更低損耗和更高開關速度的肖特基二極管，我們將詳細解析其PN結特性、雪崩擊穿機製、正反嚮恢復過程，並討論其在整流、續流等典型電路中的作用。 晶閘管（SCR）的經典與創新： 作為最早的電力電子器件之一，晶閘管的觸發原理、門極控製特性、關斷機製及其在交流調壓、高壓直流輸電（HVDC）等領域的應用仍具重要價值。我們將深入探討其傢族成員，如逆導晶閘管（GTO）、雙嚮晶閘管（TRIAC）等，並分析其在現代電力係統中的演變。 功率 MOSFET 的卓越性能： 功率 MOSFET 以其優異的開關速度、低導通損耗和易於驅動的特點，在低壓、高頻應用中占據主導地位。我們將詳細講解其溝道形成、柵極控製、漏源擊穿、體二極管特性，以及先進的平麵結構、 Trench 結構等對性能的提升。 IGBT 的王者地位： 絕緣柵雙極晶體管（IGBT）集成瞭 MOSFET 的易驅動性和 GTR 的高耐壓、大電流能力，成為中高壓、中高頻功率變換器的首選器件。本書將詳盡闡述其工作原理、PNP 晶體管與 MOSFET 的協同作用、陽極注入效應、寄生晶閘管效應及其抑製措施，並重點介紹不同類型的 IGBT（如場截止型、穿通型、FS-IGBT）的特性差異。 新興功率器件的崛起： 隨著新能源汽車、高效電源、高頻開關等領域的快速發展，SiC（碳化矽）和 GaN（氮化鎵）等寬禁帶半導體材料正以前所未有的速度改變著電力電子的麵貌。我們將專門章節介紹 SiC 肖特基二極管、SiC MOSFET、SiC 晶閘管，以及 GaN HEMT 等器件的優異性能，包括更高的耐壓、更低的損耗、更高的工作溫度和更快的開關速度，並探討它們在各領域的應用潛力。 電力電子模塊的集成化與智能化： 現代電力電子係統越來越依賴於高集成度的功率模塊。本書將介紹各種功率模塊的結構、封裝技術、熱管理以及常見的集成方案，例如 IPM（智能功率模塊）和 MMC（模塊化多電平換流器）等，強調其對係統可靠性、效率和體積的影響。 第二篇：電力電子變換器——實現能量的靈活轉換 在掌握瞭基礎的電力電子器件後，本篇將深入探討如何將這些器件巧妙地組閤起來，構成各種實現能量轉換功能的電路拓撲。我們將從基本原理齣發，層層遞進，覆蓋最常用和最先進的變換器類型。 直流-直流（DC-DC）變換器： 非隔離型變換器： 詳細解析 Buck (降壓)、Boost (升壓) 和 Buck-Boost (升降壓) 變換器的基本電路結構、工作模式、電感電流和電容電壓分析、占空比控製以及連續導通模式 (CCM) 和斷續導通模式 (DCM) 的特點。 隔離型變換器： 介紹隔離變壓器的作用，並深入分析 Forward (正激)、Flyback (反激)、Push-Pull (推挽)、Half-Bridge (半橋) 和 Full-Bridge (全橋) 變換器的原理、磁性元件的設計、隔離安全以及在電源適配器、工業電源中的應用。 先進 DC-DC 變換器： 拓展到 SEPIC、Cuk、Ćuk、Zeta 等單級式、多級式新型變換器，以及諧振變換器、開關電容變換器、開關電感變換器等，分析其優勢和局限性。 直流-交流（DC-AC）變換器（逆變器）： 單相逆變器： 從最簡單的半橋逆變器開始，詳細分析全橋逆變器的基本工作原理、輸齣電壓波形、諧波分析，以及 SPWM (空間矢量脈寬調製) 等控製策略。 三相逆變器： 深入講解三相逆變器的電路結構、工作原理、空間矢量控製（SVPWM）、調製策略及其在電機驅動、並網係統中的關鍵作用。 多電平逆變器： 介紹 NPC (中點箝位)、Diode-Clamped (二極管箝位)、Flying Capacitor (飛跨電容)、Cascaded (級聯) 等多電平逆變器拓撲，分析其優勢（降低器件電壓、減少諧波、提高效率）以及在特高壓輸電、大功率風電變流器等領域的應用。 模塊化多電平換流器 (MMC)： 作為當前最前沿的電力電子拓撲之一，MMC 在高壓直流輸電 (HVDC) 和柔性交流輸電係統 (FACTS) 中展現齣巨大潛力。本書將重點闡述 MMC 的結構、工作原理、控製策略及其在電網互聯、電能質量改善等方麵的革命性影響。 交流-直流（AC-DC）變換器（整流器）： 相控整流器： 分析單相和三相相控整流器（有源和無源）的工作原理、輸齣電壓紋波、功率因數、諧波特性，以及在電機調速、電化學等領域的應用。 有源功率因數校正 (APFC) 技術： 深入講解 Boost、Buck-Boost 等拓撲在實現單位功率因數整流中的作用，以及各種控製策略（如電壓外環、電流內環）。 多相整流器： 介紹 12 相、18 相等高相數整流器，分析其降低紋波、提高功率因數的優點。 交流-交流（AC-AC）變換器： 直接變頻器： 介紹其結構、工作原理，以及在一些特定應用中的優勢。 間接變頻器： 包括 DCLL (DC-DC-DC) 和 DCAC (DC-AC-DC) 結構，重點講解其在變頻調速領域的應用。 第三篇：控製與保護——保障係統穩定高效運行 電力電子係統不僅僅是功率器件和拓撲的組閤，其核心的控製與保護策略更是決定瞭係統的性能、效率和可靠性。本篇將聚焦於這些關鍵技術。 基本控製理論： 迴顧自動控製理論的基礎概念，包括反饋、開環與閉環控製、穩定性分析（根軌跡、頻率特性）、PID 控製器等，為後續深入的電力電子控製打下基礎。 脈寬調製 (PWM) 技術： 模擬 PWM： 簡要迴顧模擬 PWM 的原理。 數字 PWM： 詳細講解不同類型的數字 PWM 調製策略，包括中心對齊 PWM、隨機 PWM、三角波 PWM 等，並重點闡述空間矢量脈寬調製（SVPWM）在三相逆變器中的應用，分析其優越性。 高級調製技術： 介紹諧波注入 PWM、對稱 PWM 等，以抑製特定諧波或改善性能。 變換器穩態與動態分析： 引入平均模型法、小信號模型法等分析工具，推導變換器的傳遞函數，為設計控製器提供理論依據。 變換器的動態響應與穩定性： 探討變換器在負載變化、輸入電壓波動等擾動下的動態響應特性，以及如何保證係統的穩定運行。 電力電子係統的保護： 過流保護： 介紹各種過流檢測方法（如電流互感器、霍爾傳感器、電流檢測電阻）以及保護策略（如限流、關斷）。 過壓保護： 分析過壓的産生原因及抑製方法。 過溫保護： 強調溫度對器件性能和壽命的影響，介紹散熱設計和過溫保護措施。 短路保護： 討論不同短路情況下的保護需求和解決方案。 絕緣與接地： 強調安全的重要性，講解絕緣設計和接地規範。 數字化控製與軟開關技術： 介紹數字信號處理器（DSP）在電力電子控製中的應用，以及如何通過數字算法實現更精確、更靈活的控製。同時，深入探討軟開關技術（ZVS、ZCS）的原理、實現方式及其在降低損耗、提高效率、減小電磁乾擾方麵的優勢。 第四篇：電力電子應用——賦能現代工業與生活 理論的最終目的是應用於實踐。本篇將結閤具體的工程實例，展示電力電子技術在各個領域的廣泛應用，讓讀者深刻理解其價值和影響力。 新能源發電與並網技術： 風力發電： 介紹風力發電機變流器的結構、控製策略，以及雙饋感應發電機（DFIG）和永磁同步發電機（PMSG）在並網應用中的特點。 太陽能發電： 闡述光伏逆變器的類型（集中式、組串式、微型）、MPPT（最大功率點跟蹤）技術、並網控製與電能質量要求。 儲能係統： 介紹電池管理係統（BMS）中的電力電子技術，以及儲能電池與電網的能量調度。 電動汽車與混閤動力汽車： 詳細介紹電動汽車的驅動係統（電機控製器、DC-DC 變換器）、車載充電機（OBC）、電池管理係統（BMS）中的電力電子技術。 工業電機驅動： 講解變頻器在各種工業電機（感應電機、同步電機、直流電機）調速中的應用，包括 V/f 控製、矢量控製、直接轉矩控製（DTC）等。 開關電源與不間斷電源 (UPS)： 深入分析不同類型的開關電源（AC-DC、DC-DC）設計，以及 UPS 的基本結構、工作模式（在綫、後備、在綫互動）和技術挑戰。 電力係統柔性交流輸電係統 (FACTS) 與高壓直流輸電 (HVDC)： 介紹 FACTS 器件（如 SVC、STATCOM、TCSC）和 HVDC 係統（包括 LCC-HVDC 和 VSC-HVDC）的工作原理、控製策略及其在提高電網穩定性、傳輸容量和互聯能力方麵的作用。 高頻開關電源與微波器件： 探討高頻開關電源在高密度、高效率方麵的優勢，以及電力電子技術在 RF 功率放大器等領域的應用。 電磁兼容 (EMC) 與熱管理： 強調電力電子係統設計中不可忽視的 EMC 問題，介紹電磁乾擾的産生與抑製方法，以及有效的熱管理策略對於保證器件可靠性和係統壽命的重要性。 本書特色與價值： 理論與實踐的深度融閤： 本書在講解理論知識的同時，大量結閤瞭實際工程應用和典型電路實例，幫助讀者將抽象概念與實際工程聯係起來。 前沿技術的及時更新： 緊跟電力電子技術發展的步伐，增加瞭對 SiC、GaN 等新型半導體器件，以及 MMC 等前沿拓撲的介紹，使教材具有時代性。 麵嚮工程實踐的設計理念： 強調在器件選擇、拓撲設計、控製策略製定和保護設計時應考慮的工程要素，培養讀者的工程素養。 豐富的圖示與算例： 大量使用清晰的電路圖、波形圖、性能麯綫等，輔以詳細的計算示例，便於讀者理解和掌握。 清晰的邏輯結構與循序漸進的教學方法： 從基礎器件到復雜係統，層層遞進，邏輯清晰，適閤本科生係統學習，也為研究生和工程技術人員提供瞭有力的參考。 《電力電子技術（第2版）》 不僅僅是一本教材，它更是開啓電力電子技術新視界的一把鑰匙，是助力讀者在能源革命和科技創新時代乘風破浪的堅實後盾。我們相信，通過深入學習本書內容，讀者將能夠深刻理解電力電子技術的精髓，掌握其關鍵技術，並為未來的學習、研究和工程實踐打下堅實的基礎，為推動電力電子技術的進步和應用做齣貢獻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織簡直堪稱完美，條理清晰，邏輯嚴謹，讓我受益匪淺。在學習開關電源部分時，書中從Buck、Boost、Buck-Boost等基本拓撲結構入手，詳細闡述瞭它們的原理、控製策略以及優缺點。最讓我印象深刻的是，書中針對每種拓撲都給齣瞭詳細的數學推導過程，並且在關鍵步驟都配有注解，讓我這個數學基礎相對薄弱的學生也能理解。而且，書中還引入瞭大量的仿真波形圖，直觀地展示瞭電路的工作狀態，這比單純的文字描述要直觀得多。更重要的是，書中並沒有止步於理論講解，而是深入到實際應用層麵，探討瞭不同拓撲在實際電路設計中需要考慮的元器件選擇、損耗分析以及EMI抑製等問題。我特彆喜歡書中關於“EMI的産生機理及抑製方法”這一章節，它讓我明白瞭為什麼在實際産品設計中，這些看似微小的細節卻至關重要。這種理論與實踐相結閤的編排方式，極大地拓寬瞭我的視野，讓我對電力電子技術有瞭更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的不僅僅是知識的傳遞，更是一種學習方法和工程思維的啓迪。在學習整流和有源電力濾波部分時，書中對於各種整流電路的分析，不僅僅停留在理想狀態，而是充分考慮瞭實際電路中的非綫性因素和器件損耗。對於有源電力濾波器的部分，書中不僅介紹瞭其工作原理，還詳細分析瞭其在抑製諧波、改善電能質量方麵的作用，並且給齣瞭具體的電路設計和控製方法。我印象最深刻的是，書中在講解某個濾波器設計時，會先分析具體的電網諧波情況，然後根據諧波的特點來設計濾波器，這種“對癥下藥”的設計思路讓我受益匪淺。這本書讓我明白，一個優秀的電力電子工程師，不僅要有紮實的理論功底，更要有敏銳的工程洞察力和解決實際問題的能力。這本書無疑是幫助我朝著這個方嚮邁進的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都達到瞭一個令人驚嘆的水平，為我深入學習電力電子技術打下瞭堅實的基礎。在關於功率變換器的設計和分析方麵，書中提供瞭一套非常係統的方法論。從功率器件的選擇、散熱設計，到磁性元件的設計，再到PCB布局的注意事項，書中都給予瞭詳盡的指導。我特彆喜歡書中關於“散熱設計”的章節，它不僅僅提供瞭理論計算方法，還結閤瞭實際案例，分析瞭不同封裝器件的散熱方案。這對我來說非常有幫助，因為在實際電路設計中，散熱問題往往是影響電路穩定性和可靠性的關鍵因素。此外，書中對各種功率變換器的效率分析和優化也進行瞭深入的探討，讓我能夠理解如何通過改進設計來提高能量利用率，降低損耗。這本書讓我明白，電力電子技術不僅僅是理論知識的堆砌，更是工程實踐中一係列復雜問題的綜閤解決。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！作為一名即將步入電力電子領域的學生，我一直苦於找不到一本既係統又易於理解的教材。翻閱瞭市麵上不少書籍，最終選擇瞭這本《電力電子技術（第2版）》。拿到書的那一刻，我就被它厚實的篇幅和精美的排版所吸引。第一章的引言部分就讓我眼前一亮，作者用非常生動形象的語言，將抽象的電力電子概念具象化，比如用“能量的調度員”來比喻電力電子裝置，瞬間就激發瞭我學習的興趣。隨後，在關於半導體器件的部分，書中不僅詳細介紹瞭各種器件的工作原理，還通過大量實際的電路圖和波形圖進行輔助說明，讓我能夠清晰地把握每個器件的特性和應用場景。特彆值得稱贊的是，書中對每個章節的知識點都進行瞭提煉和總結，配以精心設計的例題，能夠幫助我鞏固所學，並逐步建立起解決實際問題的能力。我尤其喜歡書中在講解某個復雜電路時，會先從最基礎的部分講起，層層遞進，直到最終的完整電路，這種循序漸進的學習方式讓我倍感輕鬆，也極大地提升瞭我對教材內容的理解深度。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電力電子領域的初學者，我在這本書中找到瞭我需要的清晰指引。關於逆變器和變頻器的部分，書中首先從最簡單的單相橋式逆變器講起，逐步過渡到三相逆變器，並詳細介紹瞭SPWM、SVPWM等控製方法。我尤其欣賞書中對這些控製方法的詳細講解，它不僅僅是列齣公式，而是解釋瞭這些公式背後的物理意義，以及它們如何實現對輸齣電壓和頻率的精確控製。書中還通過對比不同控製方法的優缺點，讓我能夠根據實際需求選擇最閤適的控製策略。另外，書中對電機驅動在電力電子技術中的應用也進行瞭深入探討，這對我來說非常有價值，因為我未來打算從事這方麵的工作。書中列舉瞭永磁同步電機、感應電機等不同類型電機的驅動方法，並分析瞭各自的特點。這種貼閤實際應用的講解，讓我對未來的學習和工作方嚮有瞭更清晰的規劃。