光伏应用产品电子线路分析与设计 廖东进,黄建华,张培明,胡建宏 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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廖东进，黄建华，张培明，胡建宏 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122243843

商品编码：29260563529

包装：平装

出版时间：2015-10-01

基本信息

书名：光伏应用产品电子线路分析与设计

定价：30.00元

作者：廖东进,黄建华,张培明,胡建宏

出版社：化学工业出版社

出版日期：2015-10-01

ISBN：9787122243843

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《光伏应用产品电子线路分析与设计》以模拟电子技术为知识载体，以光伏应用产品实际电路为案例，分析了直流稳压电源电路、太阳能草坪灯电路、直流升降压电路、蓄电池充放电保护电路、波形发生电路、光伏逆变器电路、小信号放大电路等内容。
　　《光伏应用产品电子线路分析与设计》按照项目驱动方式设置教学内容，每个项目包含案例引导、项目任务、预习练习、相关知识、训练与提高、课后思考题等内容。
　　本书可以作为光伏发电相关专业学生的专业基础课教材以及各类光伏发电技术培训班的教学用书。

目录

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项目1常用电子元器件及测量工具使用
1.1数字万用表的使用
1.1.1指针式万用表
1.1.2数字式万用表
【课后思考题】
1.2电阻元件的认知及测试
1.2.1电阻种类及阻值识别
1.2.2光敏电阻
【课后思考题】
1.3电容、电感元件的认知及测试
1.3.1电容元件的认识及测试
1.3.2电感元件的认识及测试
【课后思考题】
项目2市电直流稳压电源分析与设计
2.1二极管的单向导电特性
2.1.1二极管的单向导电特性
2.1.2二极管电路模型
【课后思考题】
2.2特殊二极管及应用
2.2.1稳压二极管工作原理
2.2.2稳压二极管稳压电路分析
2.2.3其他特殊二极管
【课后思考题】
2.3三端直流稳压电源制作
2.3.1市电直流稳压电源组成
2.3.2整流稳压电路
【课后思考题】
2.4LM317连续可调的稳压电路制作
【课后思考题】
项目3太阳能草坪灯电路分析与制作
3.1双极型三极管直流电路及应用
3.1.1双极型三极管电流放大特性
3.1.2晶体管伏安特性与开关特性
【课后思考题】
3.2太阳能草坪灯控制电路分析
3.2.1小功率太阳能草坪灯控制电路分析
3.2.2大功率太阳能草坪灯控制电路分析
【课后思考题】
项目4小信号放大电路分析与设计
4.1单级信号放大电路
4.1.1基本共射极放大电路分析
4.1.2共射极放大电路静态分析
4.1.3共射极放大电路动态分析
4.1.4分压偏置电路
【课后思考题】
4.2多级信号放大电路
【课后思考题】
4.3放大电路输入、输出级
4.3.1共集电极放大电路
4.3.2共基极放大电路分析
【课后思考题】
项目5太阳能充放电控制器电路分析与设计
5.1集成运算放大器认识与基本应用
5.1.1集成运算放大器认识
5.1.2集成运算放大器LM35
【课后思考题】
5.2集成运算放大器基本运算电路分析
5.2.1同相比例运算放大器
5.2.2加、减运算放大电路
5.2.3积分、微分运算放大电路
【课后思考题】
5.3比较器电路分析
5.3.1单限比较器
5.3.2双限比较器
【课后思考题】
5.4迟滞比较器电路
【课后思考题】
5.5反馈认识及应用
5.5.1反馈基本概念
5.5.2负反馈对电路的影响
【课后思考题】
5.6太阳能充放电控制器电路分析
项目6直流升降压电路分析与设计
6.1Boost升压电路
【课后思考题】
6.2Buck电路分析与制作
【课后思考题】
6.3BuckBoost电路分析与制作
【课后思考题】
6.4太阳能升压草坪灯电路制作
6.4.1以光敏电阻为光感器件的升压电路
6.4.2以太阳能电池为光敏器件的升压电路
【课后思考题】
项目7波形发生电路分析与设计
7.1变压馈式LC正弦波振荡电路
7.1.1振荡电路概述
7.1.2LC振荡电路工作原理
7.1.3变压器反馈式振荡电路
【课后思考题】
7.2电容三点式LC振荡电路
7.2.1电容三点式振荡电路
7.2.2改进型电容三点式电路
【课后思考题】
7.3电感三点式LC振荡电路
【课后思考题】
7.4RC正弦波振荡电路
【课后思考题】
7.5占空比可调的方波振荡电路
【课后思考题】
7.6晶体管多谐振荡电路
【课后思考题】
7.7555定时器及其应用
7.7.1555定时器工作原理
7.7.2555定时器应用
【课后思考题】
项目8简易光伏逆变器电路分析与设计
8.1场效应管电路分析
8.1.1结型场效应管
8.1.2绝缘栅场效应管
【课后思考题】
8.2逆变器结构及方波逆变器电路分析
8.2.1逆变器结构
8.2.2方波逆变器电路分析
【课后思考题】
8.3RC滤波电路设计
【课后思考题】
8.4正弦波逆变器电路分析
8.4.1电路组成
8.4.2电路参数设计
【课后思考题】
项目9Multisim在电子线路分析中的应用
9.1Multisim用户界面及基本操作
9.1.1Multisim用户界面
9.1.2Multisim菜单中英对照表
9.1.3Multisim仿真基本操作
9.2直流稳压电源电路设计
9.2.1二极管正向导通特性曲线
9.2.2正15V直流稳压电源电路分析
9.3简易太阳能草坪灯电路分析与制作
9.3.1三极管输出特性曲线分析
9.3.2光伏电池为光敏器件的太阳能草坪灯电路分析
9.4小信号放大电路分析与设计
9.4.1基本共射极放大电路分析
9.4.2多级放电电路分析
参考文献

作者介绍

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廖东进，衢州职业技术学院，教研室主任 讲师，2003年8月——2008年8月 浙江工业大学浙西分校，教师。
　　2008年8月——至今 衢州职业技术学院，光伏应用技术教研室主任

文摘

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序言

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《高效低耗：新能源汽车驱动与控制系统解析》 前言 随着全球气候变化和能源危机的日益严峻，新能源汽车作为实现交通领域绿色转型的重要载体，正以前所未有的速度发展。其核心竞争力，无疑在于高效、可靠且智能的驱动与控制系统。这些系统不仅直接关系到车辆的续航里程、动力性能、驾驶体验，更影响着整车的能耗水平和使用成本。 本书旨在深入剖析新能源汽车驱动与控制系统的关键技术，为相关领域的工程师、技术研究人员、高等院校师生以及对新能源汽车技术感兴趣的读者提供一份详实的技术参考。我们将从基础理论出发，逐步深入到核心组件的设计、集成与优化，力求在技术细节上做到严谨，在工程实践上做到贴合，帮助读者建立起对新能源汽车驱动与控制系统的全面、深入的认识。 第一章：新能源汽车电驱动系统的组成与发展趋势 电驱动系统是新能源汽车的“心脏”，其组成与发展直接决定了车辆的性能边界。本章将详细介绍当前主流的新能源汽车电驱动系统构成，包括： 电池管理系统 (BMS)： 作为电池组的“大脑”，BMS负责电池的充放电管理、状态估算（SOC、SOH）、热管理、均衡以及安全保护。我们将探讨不同BMS架构（集中式、分布式）的优劣，以及先进的SOC/SOH估算算法（如卡尔曼滤波、安时积分法、神经网络等）。同时，针对高压电池组的安全问题，将深入分析BMS在过充、过放、过温、短路等异常工况下的保护策略。 电机控制器 (MCU)： MCU是实现电机精确控制的核心部件。本章将重点介绍永磁同步电机 (PMSM) 和异步感应电机 (IM) 的控制策略，包括矢量控制（FOC）、直接转矩控制 (DTC) 等。我们将详细解析不同控制策略的数学模型、控制框图以及在不同工况下的响应特性。此外，对于MCU的硬件设计，如功率器件（IGBT、MOSFET）的选择、驱动电路、通信接口（CAN、LIN）以及EMC设计也将有所涉及。 驱动电机： 驱动电机是产生驱动力矩的执行机构。本章将分析不同类型驱动电机（永磁同步电机、异步感应电机、开关磁阻电机）的结构特点、工作原理、优缺点以及在新能源汽车应用中的选择考量。我们将探讨电机的设计参数（定子绕组、转子结构、磁钢材料等）如何影响电机性能，以及电机效率、功率密度、可靠性等关键指标的提升途径。 减速器： 减速器用于匹配电机的高转速和车轮的低转速需求，并增大输出转矩。本章将介绍不同类型的减速器（单级行星齿轮、多级减速器、差速器集成）的结构设计、传动比计算、效率分析以及NVH（噪声、振动、声振粗糙度）优化技术。 DC/DC 变换器： DC/DC变换器用于将高压电池组的电压转换为低压供电系统所需的电压。本章将重点关注其拓扑结构（如Buck、Boost、Buck-Boost、LLC谐振变换器）的选择，以及在效率、功率密度、EMC和动态响应方面的设计考量。 随着技术的发展，新能源汽车电驱动系统正朝着集成化、模块化、高效率、高功率密度和智能化方向发展。本章将对这些发展趋势进行展望，包括：一体化驱动单元（E-axle）的优势与挑战、SiC/GaN等新型功率半导体器件的应用前景、面向下一代电池技术（固态电池、锂硫电池）的BMS设计需求、以及车联网 (V2X) 技术在驱动与控制系统中的融合应用。 第二章：电池管理系统 (BMS) 的核心技术与设计 BMS是新能源汽车安全、可靠运行的基石。本章将深入探讨BMS的关键技术细节： 电池状态估算： SOC (State of Charge) 估算： 详细讲解安时积分法、电压法、卡尔曼滤波 (KF)、扩展卡尔曼滤波 (EKF)、无迹卡尔曼滤波 (UKF) 以及基于神经网络的SOC估算方法。分析各种方法的精度、鲁棒性、计算复杂度以及对电池模型精度的依赖性。 SOH (State of Health) 估算： 探讨基于库仑计（AnC）的SOH估算方法、基于电池模型参数退化的SOH估算方法（如内阻、容量衰减），以及利用机器学习进行SOH预测的技术。 SOP (State of Power) 和 SOF (State of Function) 估算： 介绍SOP（最大输出功率）和SOF（功能状态，如最大充电功率）的估算原理，以及它们在车辆性能限制和充电策略中的应用。 电池热管理： 分析主动热管理（液体冷却、气体冷却）和被动热管理（相变材料）的原理与设计。详细阐述温度传感器布局、冷却液流量控制、PTC加热器控制策略，以及如何通过BMS优化电池温度，延长电池寿命并提升性能。 电池均衡： 深入研究主动均衡和被动均衡的技术。详细解析不同均衡拓扑（如电容耦合、电感耦合、DC/DC变换器耦合）的工作原理、效率和成本。讨论均衡策略的优化，以最大化电池组的可用容量和延长使用寿命。 安全保护： 详细分析BMS在各种异常工况下的保护机制，包括过压、欠压、过流、短路、过温、欠温等。探讨故障检测、诊断算法以及安全放电/断开电路的设计。 通信与联网： 介绍BMS与VCU（整车控制器）之间的通信协议（如CAN、LIN），以及BMS与其他子系统（如MCU、DC/DC）的交互方式。探讨BMS的远程诊断和OTA（空中下载）更新能力。 第三章：电机控制器 (MCU) 的高性能控制策略 MCU是实现电驱动系统高性能输出的关键。本章将深入解析其控制策略： 永磁同步电机 (PMSM) 控制： 矢量控制 (FOC)： 详细推导PMSM的d-q轴数学模型，讲解基于磁场定向的FOC原理。重点分析PI调节器参数整定、电流环和磁场定向控制器设计。 弱磁控制： 讲解弱磁控制的目的（扩展恒功率区）和实现方法，如d轴电流负反馈。 无传感器控制： 介绍基于反电动势 (back-EMF) 或滑差频率的无传感器PMSM控制方法，分析其在低速和静止时的局限性及改进措施。 异步感应电机 (IM) 控制： 直接转矩控制 (DTC)： 讲解DTC的核心思想，即直接控制电磁转矩和磁链，无需进行坐标变换。分析其快速动态响应的优势。 基于电压模型/电流模型的滑模控制： 介绍这些控制方法在IM应用中的原理和特点。 MCU硬件设计考虑： 功率半导体器件选型： 分析IGBT、MOSFET、SiC、GaN等功率器件的性能参数（耐压、导通压降、开关损耗、热阻），以及它们在不同应用场景下的选择考量。 驱动电路与保护： 讲解功率器件的栅极驱动电路设计，包括驱动能力、隔离、保护（如过流、过压保护）。 电磁兼容 (EMC) 设计： 探讨MCU产生的电磁干扰 (EMI) 的来源与抑制方法，以及对外部电磁干扰的抗干扰能力设计。 传感器融合与滤波： 介绍电流传感器、电压传感器、编码器（或霍尔传感器）的选型、安装与信号处理。讲解如何进行传感器信号滤波以提高控制精度。 第四章：驱动电机结构、性能优化与NVH控制 驱动电机是实现能量转换的关键环节，其设计和优化直接影响整车性能。 电机类型分析与选择： 详细对比PMSM（内藏式、表面式）、IM、开关磁阻电机 (SRM) 的结构特点、材料选择（如高性能磁钢、软磁材料）、制造工艺以及在功率密度、效率、成本、可靠性等方面的权衡。 电机性能优化： 深入分析定子槽数、转子极数、绕组形式、气隙长度、磁轭厚度等设计参数如何影响电机的电磁性能、散热性能和机械强度。探讨有限元分析 (FEA) 在电机设计中的应用。 效率提升技术： 介绍铜损、铁损、风阻损耗的产生机理，以及相应的优化设计措施，例如采用高导磁材料、优化磁路设计、采用高效绕组结构、改善冷却方式等。 NVH（噪声、振动、声振粗糙度）控制： 电磁噪声源分析： 讲解电磁力引起的径向力和切向力，以及其与电机转速、频率的关系。 机械振动与噪声： 分析齿轮啮合、轴承、转子不平衡等机械因素造成的振动与噪声。 NVH抑制技术： 介绍定转子齿槽优化、斜槽/斜极技术、特殊绕组设计、磁路优化、隔振减震措施、以及通过优化控制策略降低谐波成分的方法。 第五章：能量管理与系统集成 新能源汽车的整体性能离不开高效的能量管理和精妙的系统集成。 整车能量管理策略： 探讨不同工况下的能量分配（如加速、匀速、制动、驻波）和能量回收策略。介绍基于规则的策略、基于优化理论的策略（如动态规划）、以及基于机器学习的预测性能量管理策略。 驱动系统与整车动力学耦合： 分析电机转矩、车轮转速、车辆加速度等之间的动力学关系。讲解如何通过VCU协调各子系统，实现平顺的起步、换挡（如有）和加速过程。 制动能量回收： 详细分析再生制动和液压制动的协同控制。探讨如何通过BMS和MCU实现最大化的能量回收效率，并保证制动安全性和舒适性。 集成化设计趋势： 介绍E-axle（集成驱动电机、减速器、差速器）等集成化驱动系统的优势，包括轻量化、小型化、高效率和低成本。分析集成化设计带来的挑战，如散热、EMC和维修性。 故障诊断与安全冗余： 探讨驱动与控制系统中的常见故障模式，以及相应的故障诊断、隔离和安全保护策略。分析系统冗余设计在提升整车可靠性中的作用。 结论 新能源汽车驱动与控制系统是一个集电、磁、热、机、算于一体的复杂工程系统。本书通过对各关键子系统深入细致的分析，希望能为读者提供一个扎实的技术基础和全面的认识。随着技术的不断进步，新能源汽车驱动与控制系统将持续演进，更加高效、智能、可靠，为构建绿色可持续的交通未来贡献力量。 参考文献 （此处将列出本书引用的相关学术论文、技术标准、行业报告等，此处省略。）

评分☆☆☆☆☆

最近刚入手《光伏应用产品电子线路分析与设计》，我主要关注的是其中关于光伏系统能量管理策略的论述。尤其是在智能电网和分布式光伏发电日益普及的背景下，如何有效地调度光伏发的电、储存的电以及从电网购入的电，是一项复杂的系统工程。我希望这本书能详细介绍相关的控制算法和电子线路实现，例如如何设计一个能够实现削峰填谷、需求响应的光伏储能系统。书中是否会涵盖蓄电池充放电管理、并网功率控制、孤岛运行模式切换等关键技术，是我非常期待了解的。此外，我对书中可能包含的针对不同类型光伏应用场景（如电动汽车充电站、楼宇集成光伏等）的定制化电子线路设计方案也十分感兴趣。这些场景往往对系统的响应速度、精度和可靠性有更高的要求，而一本能够提供具体解决方案的书籍，对我来说将是极大的助力。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直在寻找一本能系统性讲解光伏产品中电子线路方面的书籍，尤其是那些能够帮助我理解实际产品是如何从原理走向落地的。这本书的标题《光伏应用产品电子线路分析与设计》正是我一直在寻找的。我对书中可能包含的关于光伏阵列控制器（充电控制器）的设计内容非常感兴趣。这包括PWM（脉冲宽度调制）和MPPT（最大功率点跟踪）控制器的详细设计，例如不同MPPT算法（如P&O、IncCond）的原理、实现方式以及它们在不同光照和温度条件下的性能差异。我希望这本书能够提供具体的电路实现方案，包括元器件的选型、PCB布局的考量，以及相关的软件设计思路。同时，对于光伏产品的安全性设计，例如过压保护、防反灌等，我也希望能在这本书中找到详细的讲解和设计指南。这本书的出现，无疑为我学习和实践光伏电子设计提供了一个坚实的理论基础和宝贵的实践指导，非常期待能够从中获得启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书我刚拿到手，还没来得及仔细翻阅，但从目录和一些章节的标题来看，它应该是一本深入探讨光伏应用产品电子线路原理与设计方法的专业书籍。我对其中关于MPPT（最大功率点跟踪）算法的详细分析部分非常期待，因为这直接关系到光伏系统效率的优化，是实际应用中至关重要的一环。同时，书名中提到的“电子线路分析与设计”，预示着它会涵盖从基础的元器件选择、电路拓扑设计，到复杂的控制策略实现等一系列内容。我个人在光伏逆变器设计方面有一些经验，希望这本书能提供一些新的思路或者更精细化的设计技巧，例如在EMI（电磁干扰）抑制、可靠性设计以及热管理方面，这些都是在实际产品开发过程中经常遇到的挑战。此外，对于一些新型光伏组件（如异质结、薄膜电池等）在电路设计上的适配性，我也希望能在这本书中找到一些前沿的介绍和分析。总的来说，从书名和初步印象来看，这是一本有分量、有深度、能够满足专业人士需求的参考书，值得花时间去学习和研究。

评分☆☆☆☆☆

《光伏应用产品电子线路分析与设计》这本书给我留下了深刻的印象，尤其是它所涵盖的范围之广，以及对技术细节的关注。我是一名电子工程师，对电力电子技术一直有着浓厚的兴趣，而光伏作为清洁能源的重要载体，其电子线路设计是实现高效能源转换的关键。我特别希望能从书中学习到关于高频开关电源设计在光伏产品中的应用。例如，逆变器和DC-DC变换器的效率优化、高频变压器的设计、EMI滤波器设计等，这些都是提升产品性能和可靠性的重要环节。另外，书中是否会涉及到一些先进的监控和通信技术，例如通过IoT（物联网）技术实现对光伏设备状态的远程监控和故障诊断，这对于提高运维效率、降低运行成本具有重要意义。如果这本书能够提供这些方面的理论分析和设计实践，那么它将成为我案头的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

收到《光伏应用产品电子线路分析与设计》这本书，我第一眼就被它厚重的篇幅所吸引，这通常意味着内容会比较详实，能够深入讲解一个领域。作为一名对光伏储能系统充满兴趣的学习者，我特别关注其中关于电池管理系统（BMS）的部分。我知道，一个优秀的BMS是保证锂电池组安全、高效运行的关键，涉及到电芯均衡、过充过放保护、温度监控等诸多复杂环节。这本书的名字让我对它在这方面的阐述抱有极高的期望，希望它能提供清晰的电路原理图，详细的算法逻辑，以及实际应用中的注意事项。此外，对于光伏发电的并网部分，即逆变器的设计，我也希望这本书能提供更深入的讲解，包括各种拓扑结构（如全桥、半桥、多电平等）的优缺点分析，以及如何根据不同的应用场景（如家用、工商业、电站级）来选择合适的方案。另外，书中是否会涉及一些最新的功率器件，如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）在光伏逆变器中的应用，这也是我非常感兴趣的。如果能有相关的原理分析和设计实例，那将是对我非常有价值的参考。