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林雲，管春著 著

圖書標籤:

• 電力電子
• 電力係統
• 電子技術
• 開關電源
• 逆變器
• 整流器
• 電力變換
• 電路分析
• 控製理論
• 新能源

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115276070

商品編碼：29710932763

包裝：平裝

齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名:電力電子技術

定價：37.00元

售價：25.2元,便宜11.8元,摺扣68

作者:林雲,管春著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787115276070

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

林雲、管春編著的《電力電子技術》涉及知識較廣，綜閤瞭電路理論、磁路理論、控製理論以及電子技術等有關理論的基礎內容。本書注重建模分析模型，以便使讀者能夠看懂原理圖，以及設計電源電路。同時，本書強調瞭小信號的分析與建模、控製器的設計等內容。在編寫的過程中，編者力圖做到文字流暢、概念清晰，敘述深入淺齣，利於讀者閱讀。

內容提要

林雲、管春編著的《電力電子技術》講述瞭電力電子技術的基本理論與基本分析方法，包括功率開關器件的原理、功率變換電路的原理、控製部分的原理和相關電路與係統的分析等。《電力電子技術》的主要內容包括不可控、半控及全控的功率半導體器件原理及分析，PWM開關變換器的拓撲結構，PWM開關器件的穩態建模，小信號建模，控製器設計，高頻磁芯元件的分析與設計，PWM開關芯片、軟開關芯片的原理分析及軟開關原理。《電力電子技術》可以作為高等院校相關專業的學生教材，也可以作為從事開關電源UPS等電力電子裝置開發、設計工程技術人員參考用書。

目錄

章 緒論 1.1 電力電子技術簡介 1.2 開關電源 1.2.1 開關電源的分類 1.2.2 開關電源的發展 1.3 電力電子與相關學科的關係第2章 穩態開關電路的分析與建模方法 2.1 變換器穩態分析法 2.1.1 穩態分析法簡介 2.1.2 電感伏秒平衡、電容電荷平衡原則和小波紋近似法 2.1.3 Boost變換器 2.1.4 Buck-Boost變換器 2.2 Cuk、Sepic和Zeta變換器 2.2.1 Cuk變換器 2.2.2 Sepic變換器 2.2.3 Zeta變換器 2.3 種DC-DC開關變換器基本電路比較 2.4 穩態等效電路模型 2.4.1 直流變壓器模型 2.4.2 電感銅損耗 2.4.3 構建等效電路模型 2.5 如何對脈衝輸入端建模第3章 非連續導電模式的穩態分析 3.1 Buck變換器非連續導電模式的臨界條件 3.2 Boost變換器非連續導電模式的臨界條件 3.3 Buck-Boost變換器 3.4 Cuk變換器 3.5 Zeta變換器 3.6 Sepic變換器第4章 電力電子器件 4.1 電力電子器件概述 4.1.1 簡介 4.1.2 電力電子器件的發展 4.1.3 電力電子器件的分類 4.2 功率二極管 4.2.1 PN結 4.2.2 PN結的電容效應 4.2.3 PN結的反嚮擊穿 4.3 功率二極管的結構及特性 4.3.1 功率二極管穩態伏安特性 4.3.2 功率二極管開關特性 4.3.3 功率二極管性能參數 4.3.4 功率二極管的分類 4.4 晶閘管 4.4.1 晶閘管的結構 4.4.2 晶閘管的工作原理 4.4.3 晶閘管的基本特性 4.4.4 晶閘管的主要參數 4.5 晶閘管的派生器件 4.6 功率場效應管 4.6.1 基本結構與工作原理 4.6.2 多元集成結構 4.6.3 MOSFET的靜態特性 4.6.4 MDSFET的動態特性 4.6.5 安全工作區 4.7 功率MOSFET新進展 4.7.1 CoolMOS 4.7.2 低壓低通態電阻MOSFET 4.8 大功率晶體管 4.8.1 結構 4.8.2 工作特性 4.8.3 GTR的主要參數 4.8.4 GTR的二次擊穿現象與安全工作區 4.9 絕緣柵雙極型晶體管 4.9.1 IGBT基本結構 4.9.2 IGBT與功率MOSFET的比較 4.9.3 IGBT的工作原理 4.9.4 IGBT的特性 4.9.5 IGBT的開關特性 4.9.6 IGBT的安全工作區 4.10 幾種新型IGBT介紹 4.10.1 IGBT製造技術的發展曆史 4.10.2 穿通型IGBT 4.10.3 非穿通型IGBT特性 4.10.4 逆阻型IGBT 4.10.5 溝槽終止型與場終止型IGBT 4.11 其他新型電力電子器件概述第5章 開關電路 5.1 開關電路變換 5.1.1 交換源與負載 5.1.2 開關電路的級聯 5.1.3 三端單元的鏇轉 5.2 開關電路簡單列舉 5.3 具有變壓器隔離的變換電路 5.3.1 全橋與半橋隔離式Buck電路 5.3.2 正激式變換器 5.3.3 Buck衍生的推挽式開關電路 5.3.4 反激式開關電路 5.3.5 Boost電路衍生的隔離式開關電路 5.3.6 隔離式Sepic和Cuk電路第6章 開關電源占空比控製芯片原理 6.1 開關電源係統的隔離技術 6.2 開關電源控製芯片 6.3 電壓模式控製芯片 6.4 電流模式控製電路 6.5 軟開關電源集成控製器 6.6 單片開關電源 6.6.1 TOPSwitch-II係列單片開關電源的性能特點 6.6.2 TOPSwitch-II係列單片開關電源的工作原理 6.6.3 TOPSwitch-FX係列單片開關電源 6.6.4 Topswitch-GX第四代單片開關電源第7章 小信號開關電路的建模方法 7.1 簡介 7.2 基本的交流建模方法 7.2.1 對電感的波形求均值 7.2.2 近似均值的討論 7.2.3 對電容電流參數的波形求均值 7.2.4 對輸入電流求均值 7.2.5 微擾和綫性化 7.2.6 小信號等效電路模型的構成 7.2.7 關於微擾和綫性化過程的討論 7.2.8 基本變換器的小信號等效模型 7.2.9 非理想反激式的小信號等效模型 7.3 狀態空間平均 7.3.1 網絡的狀態方程 7.3.2 基本的狀態空間平均模型 7.3.3 狀態空間平均結果的討論 7.4 電路平均和平均開關建模 7.4.1 獲得時不變電路 7.4.2 電路平均 7.4.3 微擾和綫性化 7.4.4 三端開關網絡 7.5 開關電路統一的電路模型 7.6 脈寬調製器的小信號模型第8章 開關電路的傳輸函數及控製部分設計 8.1 波特圖迴顧 8.1.1 單實極點響應 8.1.2 單實零點響應 8.1.3 較復雜的傳輸函數 8.2 雙極點二次函數 8.3 二型誤差放大器 8.4 三型誤差放大器 8.5 變換器的傳輸函數分析 8.6 開關電源控製的設計 8.6.1 引言 8.6.2 反饋對傳輸函數的影響 8.7 穩定性 8.7.1 相位判據 8.7.2 相位裕量與品質因數的關係 8.8 補償器的設計 8.8.1 簡介 8.8.2 利用二型三型誤差放大器做補償放大器 8.8.3 超前補償器 8.8.4 滯後補償器 8.8.5 滯後超前補償器 8.9 設計實例第9章 磁性元件 9.1 磁性材料的基本特性 9.1.1 磁場的基本物理量 9.1.2 磁路的歐姆定律 9.1.3 磁性材料的磁特性及其功率損耗 9.1.4 綫圈中的渦流 9.2 幾種常用磁性器件 9.2.1 直流輸齣濾波電感 9.2.2 交流電感 9.2.3 耦閤電感 9.2.4 變壓器 9.2.5 反激式變壓器 9.3 濾波電感設計 9.3.1 濾波電感設計的基本約束條件 9.3.2 濾波電感鐵芯的幾何常數 9.3.3 濾波電感的設計流程 9.3.4 多繞組電感的設計 9.3.5 濾波電感設計舉例 9.4 變壓器設計 9.4.1 變壓器設計的基本約束條件 9.4.2 變壓器的設計流程 9.4.3 變壓器設計舉例0章 軟開關變換器簡介 10.1 硬開關損耗 10.2 高頻化與軟開關 10.3 諧振開關的類型 10.3.1 準諧振開關電路 10.3.2 零開關PWM電路 10.3.3 零轉換PWM電路附錄 常用符號及縮略語參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《數字邏輯設計與應用》 內容簡介： 本書深入淺齣地剖析瞭數字邏輯設計的核心概念、原理和實際應用，為讀者構建瞭一個堅實的理論基礎和強大的實踐能力。從最基本的邏輯門電路齣發，循序漸進地引導讀者理解布爾代數、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法，並最終觸及復雜數字係統的構建。全書旨在培養讀者分析和解決實際數字電路問題的能力，為從事集成電路設計、嵌入式係統開發、計算機硬件工程等領域的專業人士以及對此領域感興趣的廣大學生提供一份寶貴的參考。 第一部分：數字邏輯基礎 本部分奠定瞭本書的理論基石，詳細介紹瞭數字世界的基本構成要素。 二進製數與編碼： 首先，我們將深入理解計算機最基本的語言——二進製。讀者將學習二進製數的錶示方法、不同進製之間的轉換（如十進製、八進製、十六進製），以及它們在數字係統中的重要性。接著，我們將探討常用的數據編碼方式，包括格雷碼、BCD碼等，理解它們在數據傳輸和存儲中的特點與應用。 布爾代數與邏輯門： 布爾代數是數字邏輯設計的數學基礎。本書將係統介紹布爾代數的基本定理、定律和公式，如交換律、結閤律、分配律、德摩甘定律等，並演示如何利用這些規則對邏輯錶達式進行化簡。在此基礎上，我們將詳細講解各種基本邏輯門電路（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）的邏輯功能、真值錶和電路符號，並闡述它們如何構成更復雜的邏輯運算。 邏輯函數的最小項與最大項展開： 為瞭係統地設計和分析邏輯電路，掌握邏輯函數的標準形式至關重要。本書將詳細介紹最小項（Product-of-Sums, POS）和最大項（Sum-of-Products, SOP）展開的概念，以及如何將任意邏輯函數錶示成這兩種標準形式。這為後續的邏輯電路綜閤奠定瞭基礎。 邏輯代數式的化簡方法： 實際的邏輯電路往往需要盡可能簡化，以減少硬件成本和提高工作速度。本書將介紹多種邏輯代數式的化簡方法，包括代數化簡法、卡諾圖（Karnaugh Map, K-map）化簡法以及奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法。卡諾圖作為一種直觀的圖形化方法，將詳細講解其繪製、讀取和應用技巧，幫助讀者快速找到最優的邏輯錶達式。 第二部分：組閤邏輯電路設計 組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入，不具有記憶功能。本部分將聚焦於各類常用的組閤邏輯電路及其設計。 基本組閤邏輯模塊： 我們將從最基礎的組閤邏輯模塊入手，包括譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、多路選擇器（Multiplexer, MUX）和分路選擇器（Demultiplexer, DEMUX）。詳細講解它們的工作原理、邏輯功能，並結閤具體實例展示如何使用這些模塊來實現特定的邏輯功能，如七段數碼管驅動、數據選擇與路由等。 算術邏輯單元（ALU）： ALU是計算機中央處理器（CPU）的核心部件之一，負責執行算術和邏輯運算。本書將詳細介紹半加器（Half Adder）、全加器（Full Adder）、並行加法器、減法器以及基本的邏輯運算單元的設計。讀者將理解如何將這些基本單元組閤起來，構建一個功能強大的算術邏輯單元。 其他組閤邏輯電路： 此外，本書還將涵蓋比較器（Comparator）、奇偶校驗器（Parity Generator/Checker）等其他重要的組閤邏輯電路，分析它們的實現原理和應用場景。 第三部分：時序邏輯電路設計 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路的過去狀態有關，即具有記憶功能。本部分將深入探討時序邏輯電路的設計。 觸發器（Flip-Flop）： 觸發器是構成時序邏輯電路的基本存儲單元。我們將詳細介紹各種類型的觸發器，包括SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器。講解它們的狀態轉換圖、激勵錶、時序特性（如建立時間、保持時間）以及在不同時鍾控製下的工作方式。 寄存器（Register）： 寄存器是一組觸發器的集閤，用於存儲多個二進製位的數據。本書將講解各種類型的寄存器，如移位寄存器（Serial-In/Serial-Out, SIPO; Serial-In/Parallel-Out, SISO; Parallel-In/Serial-Out, PISO; Parallel-In/Parallel-Out, PIPO）和並行寄存器，並探討它們的結構和功能，例如數據存儲、移位操作等。 計數器（Counter）： 計數器是一種能夠按一定順序計數的時序邏輯電路。我們將講解同步計數器和異步計數器（行波計數器）的設計。詳細分析各種模計數器（如模N計數器）、加法計數器、減法計數器以及可預置計數器的設計方法，並介紹其在分頻、定時、順序控製等方麵的應用。 狀態機（Finite State Machine, FSM）： 狀態機是描述和設計復雜時序邏輯係統的強大工具。我們將區分米利（Mealy）型和摩爾（Moore）型狀態機，並詳細講解狀態轉移圖、狀態轉移錶的設計過程。通過實例，讀者將學會如何將實際問題抽象為狀態機模型，並將其轉化為實際的時序邏輯電路。 第四部分：可編程邏輯器件與FPGA 在現代數字電路設計中，可編程邏輯器件（PLD）扮演著至關重要的角色。本部分將介紹PLD的基本概念以及目前最主流的FPGA（Field-Programmable Gate Array）技術。 PLD概述： 簡要介紹PLD的演進曆程，包括PLA（Programmable Logic Array）、PAL（Programmable Array Logic）和GAL（Generic Array Logic）等。 FPGA結構與工作原理： 詳細介紹FPGA的基本結構，包括可配置邏輯塊（Configurable Logic Block, CLB）、輸入/輸齣塊（Input/Output Block, IOB）、布綫資源（Routing Resources）以及全局時鍾網絡等。深入剖析FPGA是如何通過編程來實現用戶自定義邏輯功能的。 硬件描述語言（HDL）： 介紹兩種主流的硬件描述語言：Verilog HDL和VHDL。講解HDL的基本語法、數據類型、運算符、模塊化設計以及如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯電路。 FPGA設計流程： 闡述一個典型的FPGA設計流程，包括需求分析、RTL設計（使用HDL）、仿真驗證、綜閤（Synthesis）、布局布綫（Place and Route）以及比特流生成和下載。 FPGA應用實例： 通過幾個經典的FPGA應用實例，如簡單的數字係統、信號處理模塊、自定義IP核等，展示FPGA在實際項目中的應用能力。 第五部分：數字電路設計實例與進階主題 為瞭鞏固所學知識，本書將提供一係列精心設計的實際應用案例，並對一些進階主題進行探索。 常見數字電路設計實例： 例如，設計一個簡單的計算器、一個交通燈控製器、一個簡單的數據采集係統等。這些實例將涵蓋從需求分析到最終實現的完整設計過程。 同步與異步設計： 探討同步時序邏輯和異步時序邏輯的設計理念、優缺點以及在實際應用中的選擇。 時序約束與時序分析： 介紹在FPGA設計中進行時序約束和時序分析的重要性，以及如何解決時序違例問題。 故障檢測與測試： 簡要介紹數字電路的故障模型、測試嚮量生成的基本方法和可測試性設計（DFT）的概念。 總結： 《數字邏輯設計與應用》旨在為讀者提供一個全麵、係統且深入的學習路徑。通過理論講解、例題分析和實踐指導，本書將幫助讀者掌握數字邏輯設計的核心技能，理解現代數字係統的工作原理，並為進一步學習更高級的集成電路設計、嵌入式係統以及計算機體係結構等領域打下堅實的基礎。本書適用於電子工程、計算機科學、自動化等專業的本科生、研究生，以及從事相關領域工作的工程師和技術愛好者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，說實話，剛開始看的時候有點讓人摸不著頭腦，它似乎更偏嚮於從物理層麵上自底嚮上地構建知識體係，而不是像許多教材那樣，先給齣功能框架再填充細節。它花瞭大量篇幅來講解電磁場理論與功率器件的耦閤效應，這使得我對開關過程中的瞬態過電壓和電流尖峰有瞭更直觀的理解。例如，在講解逆變器輸齣濾波器設計時，作者沒有直接給齣LCL濾波器的標準公式，而是從諧振阻抗匹配的角度齣發，推導瞭最優阻尼係數，這個過程雖然費時，但一旦理解，便能舉一反三。書中對脈衝寬度調製（PWM）技術的討論，也擺脫瞭教科書式的固定模式介紹，轉而深入探討瞭空間矢量調製（SVM）在三電平拓撲中的實現細節，包括死區時間補償的優化算法。我感覺這本書的價值在於，它強迫讀者去理解“為什麼是這樣”，而不是滿足於“它是這樣”。

評分☆☆☆☆☆

說實在的，當我翻開這本書時，我原本期待的是一本能夠快速上手實踐的“工具手冊”，結果發現它更像是一部需要細細品味的“學術專著”。它的筆觸非常嚴謹，對電力電子係統中的非綫性問題探討得尤為深入。例如，在討論電流模式控製時，作者並沒有停留在標準的平均模型上，而是引入瞭數字采樣延遲和量化誤差對係統穩定性的影響，這一點對於追求高精度控製的應用場景至關重要。書中的仿真案例雖然不多，但每一個案例都緊密圍繞著核心理論展開，旨在驗證模型的準確性，而非僅僅展示一個漂亮的波形。我個人認為，這本書更適閤那些已經具備一定電力電子基礎，希望嚮更高階的係統級設計和前沿理論進階的讀者。它在對現代電力電子係統中的新型器件，如SiC器件的瞬態特性和可靠性建模方麵，也提供瞭頗具啓發性的討論，使得我們能夠預見未來功率密度提升的瓶頸和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的閱讀體驗是比較“硬核”的。它對於係統動態性能分析的深度，遠超齣瞭我以往接觸的任何同類書籍。作者在處理復雜係統的穩定性問題時，大量運用瞭狀態空間法和李雅普諾夫穩定性判據，這些內容在一般的工程應用書籍中是很少見的。最讓我印象深刻的是關於無源/有源濾波技術的部分，它不僅僅是介紹瞭濾波器結構，而是將濾波器視為係統的一部分，從能量守恒的角度去分析其對係統整體阻抗的影響，並給齣瞭針對不同負載諧波特性的自適應濾波策略。對於那些從事電網並網技術或者大功率電機驅動控製的工程師來說，這本書提供的分析框架極具指導性。唯一讓我覺得略有不足的是，在具體軟件實現（如MATLAB/Simulink模型搭建）的實例方麵略顯保守，更多地側重於理論推導和數學建模的嚴謹性。

評分☆☆☆☆☆

這本關於電力電子技術的書，我花瞭相當長的時間來研讀，說實話，它在理論深度上確實給我帶來瞭不小的挑戰，但也正因如此，讓我對這個領域的基礎原理有瞭更為堅實的把握。書中對半導體器件的特性分析非常詳盡，比如IGBT和MOSFET在不同工作模式下的損耗模型，闡述得深入且富有邏輯性。我特彆欣賞作者在推導控製策略時所采用的數學工具，那種層層遞進、步步為營的講解方式，讓原本晦澀的閉環控製設計變得清晰可見。特彆是關於開關模式電源（SMPS）那一章，它不僅羅列瞭常見的拓撲結構，更重要的是，它深入剖析瞭這些拓撲在實際應用中，如電磁兼容性（EMC）和熱管理方麵的設計權衡。我記得書中有一部分專門討論瞭無源諧振電路的設計，那部分的分析圖示極其精妙，直接點明瞭如何優化開關損耗，對於想在這一領域做齣高性能設計的工程師來說，無疑是一本不可多得的寶典。讀完後，我感覺自己對如何設計一個高效、可靠的功率變換器，有瞭全新的視角和更紮實的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是其對“工程實踐中的物理限製”的尊重。它沒有一味地鼓吹理想化的模型，而是非常坦誠地討論瞭在真實世界中，由於器件非理想性、寄生參數引入以及環境溫度變化所帶來的挑戰。比如，在探討碳化矽（SiC）器件的高頻應用時，作者花瞭大篇幅討論瞭封裝引綫電感對開關速度和EMI的影響，並提齣瞭具體的布局優化建議，這都是實戰經驗的結晶。書中關於熱循環壽命預測的模型建立，也遠比標準的經驗公式要復雜和精確，它考慮瞭應力積纍和材料疲勞的相互作用。總的來說，這本書讀起來很“重”，它要求讀者投入大量的精力去消化其中的物理圖像和數學推導，但作為迴報，它提供的是一種能夠支撐數年設計工作的底層認知框架，而非轉瞬即逝的快速解決方案。