整流濾波與DC-Link 電容器特性 工作狀態分析 選型 陳永真 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳永真 著

圖書標籤:

• 電力電子
• 整流濾波
• DC-Link
• 電容器
• 特性分析
• 電路設計
• 電源技術
• 開關電源
• 陳永真
• 電子工程

店鋪： 品讀天下齣版物專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030365484

商品編碼：29701050658

包裝：平裝

齣版時間：2013-04-01

基本信息

書名:整流濾波與DC-Link 電容器特性 工作狀態分析 選型

定價：42.00元

售價：33.2元,便宜8.8元,摺扣79

作者:陳永真

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-04-01

ISBN：9787030365484

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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陳永真編著的《整流濾波與DC-Link電容器特性工作狀態分析選型》以電路的理論分析為基礎，論述電力電子電容器在不同的電力電子電路中以及完成不同功能的電力電子電容器工作狀態，要完成的功能以及對電容器性能的要求；通過實驗獲取不同的電力電子電路以及完成不同功能的電力電子電容器工作的實驗數據，用實驗數據來驗證與修正理論分析的結果。給齣應用在不同電力電子電路以及完成不同功能的電力電子電容器所需要的性能與參數，給齣電力電子電容器選型的依據與數據。

內容提要

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本書給齣瞭單相整流電路、三相整流電路在不同電容量條件下的濾波電容器的實驗數據，全麵、詳盡地論述瞭整流濾波電容器、DC-Link電容器在各種應用條件下的工作狀態及注意事項、典型技術數據等。
本書可供電氣與電子工程師、科研人員及電子愛好者閱讀，也可作為高等院校電氣、電子、自動化及相關專業師生的參考用書。

目錄

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作者介紹

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陳永真 遼寜工業大學教授、電力電子與電力傳動專業研究生導師，中國電源學會常務理事、編輯工作委員會主任、專傢委員會副主席、學術工作委員會委員，中國電工技術學會電力電子學會理事。主要從事電子技術、電力電子技術教學科研工作，專注於各類電力電子電容器應用、高效率功率變換、電子照明等領域研究。已齣版著作14部。

文摘

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序言

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整流濾波與DC-Link電容器特性工作狀態分析：理論、實踐與先進技術 本書深入探討瞭電力電子係統中至關重要的兩個組成部分：整流濾波電路和DC-Link電容器。通過對這些關鍵單元的工作原理、特性影響因素、實際應用以及先進技術進行詳盡的分析，本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的理解框架，從而在實際工程設計和優化中做齣更明智的決策。 第一部分：整流濾波電路的奧秘 本部分將從基礎理論齣發，逐步深入到整流濾波電路的各個層麵。 第一章：整流器的基本原理與類型 1.1 半波整流與全波整流： 詳細闡述二極管作為基本整流元件的工作方式，分析不同整流電路（半波、全波中心抽頭、全波橋式）的電壓電流波形、平均值、有效值以及紋波係數。重點講解不同整流方式的優缺點及其適用場景。 1.2 可控整流器： 引入晶閘管（SCR）等可控開關元件，介紹單相和三相可控整流電路的原理。深入分析觸發角對輸齣電壓和電流波形的影響，講解移相調壓的控製原理，並討論可控整流器在功率調節和電能反饋中的應用。 1.3 開關整流器： 介紹基於PWM（脈衝寬度調製）技術的開關整流器（如Boost型、Buck-Boost型、SEPIC型）。詳細解析其工作模式，重點關注如何通過高頻開關實現高效整流和功率因數補償，並分析其在有源功率因數校正（APFC）中的關鍵作用。 1.4 多相整流與倍壓整流： 探討三相及更高相數整流的優勢，如減小紋波、提高效率。介紹一些特殊的整流電路，如倍壓整流電路，分析其在特定低功率應用中的可行性。 第二章：濾波器的設計與優化 2.1 濾波器的基本功能與分類： 明確濾波器的核心任務——濾除交流紋波，保留直流分量。介紹常見的濾波器類型，如LC濾波器、RC濾波器。 2.2 LC濾波器的設計要點： 詳細講解LC濾波器的設計原理，包括電感和電容的選型原則。分析紋波係數與L、C取值之間的關係，討論如何根據負載特性和紋波要求確定閤適的L、C參數。 2.3 RC濾波器的設計與應用： 分析RC濾波器的特性，特彆是其在簡單低功率場閤的應用。討論RC濾波器的能量損耗問題，並與其在特定場閤的優勢進行對比。 2.4 有源濾波器： 介紹有源濾波器（AF）的概念，重點闡述其通過補償電流來抵消諧波和紋波的原理。分析不同結構的有源濾波器（如並聯有源濾波器），並討論其在高精度、大功率應用中的優勢。 2.5 濾波器的諧振問題與阻尼： 深入分析LC濾波器可能齣現的諧振現象，及其對係統穩定性和電磁兼容性（EMC）的影響。講解如何通過增加阻尼元件或優化電路參數來抑製諧振。 第三章：整流濾波電路的性能指標與分析 3.1 紋波係數與有效值： 詳細定義和計算整流濾波電路的紋波係數，分析其對後續電路的影響。講解輸齣電壓和電流的有效值計算，以及它們與平均值之間的關係。 3.2 功率因數與失真因數： 深入分析非綫性負載（如開關整流器）引起的電流畸變，引入功率因數、位移因數和失真因數的概念。講解如何通過APFC技術提高功率因數，減少電網諧波汙染。 3.3 效率與損耗分析： 係統性地分析整流濾波電路中的各種損耗，包括元件導通損耗、開關損耗、濾波元件損耗等。探討影響效率的關鍵因素，並提齣提高效率的設計思路。 3.4 散熱設計與熱管理： 強調大功率整流濾波電路的散熱問題，介紹常用的散熱技術（如散熱器、風扇、水冷），並討論如何進行熱設計以確保元件在安全溫度範圍內工作。 第二部分：DC-Link電容器的特性與應用 本部分將聚焦於DC-Link電容器，這是保證電力電子係統穩定運行的關鍵組件。 第四章：DC-Link電容器的物理特性與類型 4.1 電容器的基本工作原理： 迴顧電容器的充放電原理，以及其在電路中儲存和釋放電能的作用。 4.2 鋁電解電容器： 詳細介紹鋁電解電容器的結構、工作原理。深入分析其關鍵參數：容量、耐壓、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、漏電流、壽命等。探討不同類型鋁電解電容器（如標準型、低ESR型、長壽命型）的特性差異及其適用領域。 4.3 薄膜電容器： 介紹聚丙烯（PP）、聚酯（PET）等介質的薄膜電容器。分析其高頻特性、低ESR、高可靠性等優點，以及在DC-Link中的應用潛力。 4.4 陶瓷電容器： 探討陶瓷電容器（如MLCC）在高頻旁路和儲能方麵的作用，分析其體積小、高頻響應快等特點。 4.5 混閤型和固態電容器： 介紹結閤瞭不同電容器技術優勢的混閤型電容器，以及采用固態電解質的新型電容器，探討其在提升性能和延長壽命方麵的潛力。 第五章：DC-Link電容器的工作狀態分析 5.1 電壓與電流應力： 分析DC-Link電容器在不同工作模式下承受的電壓和電流應力。講解峰值電流、RMS電流、紋波電流對電容器壽命的影響。 5.2 ESR對損耗與溫度的影響： 詳細闡述ESR（等效串聯電阻）是DC-Link電容器發熱的主要原因。通過公式推導，分析ESR如何影響電容器的損耗功率和溫升，以及溫升對電容器壽命的指數級影響。 5.3 ESL對高頻特性的影響： 講解ESL（等效串聯電感）對高頻開關噪聲的影響。分析ESL如何限製電容器在高頻下的濾波效果，以及其可能引起的振蕩問題。 5.4 紋波電流能力： 重點關注DC-Link電容器的紋波電流額定值，講解如何根據電路的實際紋波電流需求來選擇具有足夠紋波電流能力的電容器。 5.5 壽命預測與可靠性分析： 介紹DC-Link電容器的壽命影響因素，包括工作電壓、工作溫度、紋波電流等。講解常用的壽命預測模型（如Arrhenius模型），以及如何通過加速老化實驗來評估電容器的可靠性。 第六章：DC-Link電容器的選型原則與方法 6.1 需求分析： 明確DC-Link電容器選型的首要步驟——詳細分析應用場景的需求，包括係統功率、開關頻率、電壓等級、紋波電流要求、環境溫度、預期壽命等。 6.2 容量選定： 講解DC-Link電容器容量的確定方法，考慮能量緩衝、電壓穩定、紋波抑製等因素。介紹常用的估算公式和仿真方法。 6.3 耐壓等級的選擇： 強調選擇足夠耐壓等級的電容器，並考慮安全裕量，以防止擊穿。 6.4 ESR與紋波電流能力的匹配： 核心選型環節。根據計算齣的紋波電流和允許的溫升，選擇具有足夠紋波電流能力且ESR閤適的電容器。 6.5 壽命與可靠性考量： 根據係統對可靠性和壽命的要求，選擇具有足夠可靠性等級和預期壽命的電容器。 6.6 環境適應性： 考慮工作環境的溫度、濕度、振動等因素對電容器性能和壽命的影響，選擇適閤環境的電容器。 6.7 成本與體積權衡： 在滿足技術要求的前提下，綜閤考慮電容器的成本和體積，做齣最優選擇。 第三部分：集成應用與前沿技術 本部分將整流濾波與DC-Link電容器的理論知識相結閤，探討實際應用中的挑戰與未來發展方嚮。 第七章：整流濾波與DC-Link電容器的協同設計 7.1 係統整體優化： 強調整流濾波電路和DC-Link電容器並非孤立存在，而是相互影響的整體。探討如何通過整體協同設計來提升係統性能。 7.2 功率因數與電壓穩定性的權衡： 分析高功率因數整流（如APFC）對DC-Link電容器的要求，以及DC-Link電容器的性能如何反過來影響APFC的控製策略。 7.3 諧波抑製與EMC設計： 討論整流電路産生的諧波如何影響DC-Link電容器，以及DC-Link電容器的ESL等參數如何影響係統的EMC性能。探討濾波器設計與電容器選擇的協同作用。 7.4 瞬態響應與動態性能： 分析負載變化時，整流濾波電路和DC-Link電容器的動態響應特性，以及如何優化設計以獲得更快的瞬態響應。 7.5 功率循環下的協同設計： 針對電動汽車、風力發電等應用中的頻繁功率循環，探討整流濾波和DC-Link電容器在承受應力方麵的協同優化。 第八章：現代電力電子係統中的先進技術 8.1 寬禁帶半導體器件（WBG）在整流器中的應用： 介紹SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）等WBG器件在提高整流器效率、降低開關損耗、減小體積方麵的優勢。 8.2 數字化與智能化設計： 探討利用先進仿真軟件（如PSIM, MATLAB/Simulink, ANSYS）進行整流濾波和DC-Link電容器的設計與仿真驗證。介紹基於AI和機器學習的電容器壽命預測與故障診斷方法。 8.3 新型電容器技術進展： 展望下一代電容器技術，如固態電解質電容器、超級電容器在DC-Link應用中的潛力，以及其在提升能量密度、功率密度和安全性方麵的突破。 8.4 模塊化與集成化設計： 介紹將整流濾波和DC-Link電容器集成在同一模塊內的設計趨勢，探討其在減小係統體積、提高可靠性和降低成本方麵的優勢。 8.5 高性能電源係統的可靠性設計： 結閤前述所有章節的內容，係統性地闡述如何構建高可靠性、高效率、長壽命的現代電力電子係統。 本書的編寫旨在提供一套係統、深入且實用的知識體係，幫助讀者理解整流濾波電路和DC-Link電容器的核心原理，掌握分析其工作狀態的方法，並學會根據具體應用進行科學選型。通過理論與實踐的結閤，以及對前沿技術的探討，本書將成為電力電子領域從業者和研究人員的寶貴參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，很大程度上體現在其對“工程實踐”的深刻洞察力上。很多理論書籍寫到最後，都因為“理想化”而失去瞭在真實世界中的指導意義，但這本書卻始終牢牢地抓住瞭“可靠性”和“成本”這兩個工程的命門。書中關於熱管理與壽命預測的那幾章，簡直是為經驗不足的工程師量身定做的指南。它沒有給齣簡單的經驗公式，而是用統計學的方法，結閤加速老化測試的數據，構建瞭一套相對可靠的壽命衰減模型。更難能可貴的是，作者在討論電容器的選型時，不僅僅對比瞭電解電容和薄膜電容的性能指標，還細緻地分析瞭它們在不同溫度和振動環境下的長期穩定性差異。這種對細節的極緻關注，使得整本書讀起來非常“踏實”，讓人感覺手中拿著的不是一本理論書籍，而是一份經過無數次失敗驗證的、可以立即投入生産綫的優化方案集。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格，用“抽絲剝繭”來形容最為貼切。它沒有急於展示最終的解決方案，而是花費瞭大量的篇幅去剖析“為什麼”。例如，在討論電容器的等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）對係統性能的影響時，作者並未停留在概念層麵，而是深入到瞭材料學和製造工藝對這些參數的微觀影響。我印象最深的是其中關於高頻噪聲抑製策略的章節，它不僅僅是羅列瞭幾種濾波電路，而是基於頻譜分析，詳細闡述瞭不同噪聲源的頻率特性，並據此反推瞭最優的濾波元件組閤。這種自頂嚮下的係統思維，極大地拓寬瞭我對“濾波”二字的理解——它不再僅僅是旁路電容那麼簡單，而是一個復雜的、多尺度的工程優化問題。閱讀過程中，我多次停下來，拿起筆在草稿紙上重新繪製那些復雜的等效電路模型，試圖從不同角度去驗證作者的推導，每一次嘗試都讓我對電力電子的內在美感有瞭更深一層的體會。

評分☆☆☆☆☆

如果用一個詞來概括這本書的閱讀體驗，那就是“酣暢淋灕”。尤其是當涉及到一些跨學科的交叉點時，作者的功力便顯露無疑。比如，在分析DC-Link電容器的機械振動問題時，書中引入瞭電磁力學和結構動力學的分析工具，將電氣參數與機械應力緊密地聯係起來。這種跨領域的融閤，使得原本分散的知識點形成瞭一個有機的整體。我個人認為，這本書非常適閤那些已經掌握瞭基礎電路理論，渴望從“會做”到“會做好”的工程師群體。它像一位經驗豐富、語速適中、邏輯清晰的導師，引導你繞過那些行業內的常見陷阱。在解析瞬態響應失真時，作者對時間常數和阻尼係數的權衡分析，簡直是藝術級彆的演繹，讓讀者在理解技術細節的同時，也能感受到一種解決復雜問題的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，體現瞭作者極高的教學智慧。開篇部分對整個電力電子係統的宏觀架構進行瞭簡練但全麵的概述，為後續的深入研究奠定瞭堅實的背景。隨後，內容逐步聚焦到核心的儲能元件——電容器的特性剖析，這種由大到小的推進方式，非常符閤人類的學習認知規律。特彆是對不同介質材料電容的等效電路模型的演變過程的描述，清晰地展示瞭隨著頻率變化，器件行為如何從純電容特性轉嚮電阻或電感特性。這種動態化的視角，讓讀者能更靈活地應對不斷變化的工況。閱讀完後，我感覺自己的知識體係不再是零散的知識點堆砌，而是一個結構清晰、相互支撐的知識框架，對後續進行係統級設計時的決策信心，有瞭質的提升。這絕不是一本可以快速翻閱的書，它值得反復咀嚼，每一次重讀都會帶來新的領悟。

評分☆☆☆☆☆

初翻開這本關於電力電子領域專著時，我本以為會是一本枯燥的技術手冊，但很快，它以一種齣乎意料的深度和廣度吸引瞭我。作者在敘述上采用瞭非常嚴謹的邏輯鏈條，將復雜的概念層層剝開，使得即便是初次接觸這一領域的讀者也能抓住核心要點。特彆是對幾種主流拓撲結構在不同負載條件下的動態響應模擬，簡直是教科書級彆的演示。那種對電流紋波、電壓跌落與恢復過程的精確量化分析，讓人對實際工程中的設計裕度有瞭全新的認識。我特彆欣賞書中對實驗數據的呈現方式，不同於許多理論書籍僅提供公式推導，這裏有大量的實測波形圖和參數對比錶，使得理論與實踐的鴻溝被大大縮小。書中對功率半導體器件開關損耗的建模方法，也比我之前閱讀的任何資料都要詳盡，簡直是為我的碩士論文準備的寶貴資料庫。這種精益求精的態度，讓閱讀過程成瞭一種享受，仿佛站在巨人的肩膀上，清晰地俯瞰著整個電路係統的運行脈絡。