整流濾波與DC-Link 電容器特性 工作狀態分析 選型 陳永真 科學齣版社 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
• 科學齣版社

店鋪： 河北省新華書店圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030365484

商品編碼：29722742154

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

作者：陳永真

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-04-01

ISBN：9787030365484

字數：262000

頁碼：330

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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《現代電力電子技術：核心元件的理論分析、實際應用與優化設計》 概述 電力電子技術是現代工業和信息技術領域不可或缺的關鍵支撐。從微小的消費電子産品到龐大的工業驅動係統，再到新能源的接入與傳輸，電力電子變換器無處不在。而在這類變換器的核心設計中，整流、濾波以及DC-Link電容器的性能錶現，直接決定瞭整個係統的效率、可靠性、體積以及成本。本書深入剖析瞭這些關鍵元件的內在工作機理，探討瞭在不同工作狀態下的特性變化，並提供瞭係統性的選型指南與優化設計思路，旨在為讀者提供一套全麵、深入且實用的知識體係，以應對日益復雜的電力電子係統設計挑戰。 內容詳情 第一部分：整流技術的理論基礎與工程實踐 第一章：交流-直流變換（整流）基礎 1.1 直流電與交流電的本質區彆與應用場景 探討直流電（DC）與交流電（AC）在能量傳輸、存儲、設備驅動等方麵的基本屬性及其在現代社會中的廣泛應用，例如電池供電的移動設備、電網輸電、電機驅動等。 1.2 整流器的基本概念與分類 詳細介紹整流器的定義，即實現AC到DC能量轉換的器件。在此基礎上，對整流器進行詳盡的分類，包括半波整流、全波整流（中心抽頭變壓器式、橋式）、單相整流、三相整流等。 1.3 整流電路的拓撲結構與工作原理 深入分析各種常見整流電路的等效電路和工作波形，闡述二極管、可控矽（SCR）等關鍵器件在不同導通狀態下的行為。重點分析電感、電容負載對輸齣電壓和電流波形的影響，以及不同拓撲結構在整流效率、輸齣電壓紋波、功率因數等方麵的差異。 1.4 整流器的性能指標與分析方法 引入一係列衡量整流器性能的關鍵指標，如平均輸齣電壓、輸齣電壓有效值、輸齣電流平均值、輸齣電流有效值、輸齣紋波係數、利用率、功率因數（PF）、畸變係數（THD）等。詳細講解如何通過數學公式和圖解法進行這些指標的計算和分析，為後續的元件選型和係統優化打下基礎。 1.5 有源整流器與無源整流器的比較 區彆和聯係無源（僅使用二極管或SCR）和有源（使用IGBT、MOSFET等可控開關器件）整流器。重點分析有源整流器在改善功率因數、實現低諧波注入、甚至實現AC-AC變換等方麵的優勢，並探討其在現代高品質電源設計中的重要性。 1.6 相控整流與不可控整流 進一步區分基於可控開關（如SCR）的相控整流與基於不可控開關（如二極管）的不可控整流。闡述相控整流通過改變觸發角來調節輸齣電壓的原理，及其在調壓、調速等應用中的靈活性。 第二章：濾波器的設計原理與類型 2.1 濾波器的基本作用與必要性 闡述濾波器的核心功能：抑製或消除信號中的不需要的頻率成分，保留期望的頻率成分。重點強調在整流電路中，濾波器是降低輸齣直流電壓紋波、提高輸齣電壓平滑度的關鍵。 2.2 濾波器分類：低通、高通、帶通、帶阻濾波器 詳細介紹不同類型濾波器的頻率響應特性，以及它們在信號處理和電源濾波中的應用場景。 2.3 綫性濾波器設計 2.3.1 RLC濾波器 深入分析一階（RC、RL）和二階（RLC）綫性濾波器的設計原理。講解如何通過選擇閤適的電阻、電感、電容元件，根據濾波器的截止頻率、衰減斜率等設計目標來確定元件值。 2.3.2 導納/阻抗匹配濾波 探討在不同阻抗條件下，如何通過濾波網絡實現信號的有效傳輸或抑製。 2.4 無源濾波技術 2.4.1 電感濾波器 分析純電感濾波器的結構、工作原理及其在抑製高頻紋波方麵的特性。討論電感飽和問題及其對濾波性能的影響。 2.4.2 電容濾波器 分析純電容濾波器的作用，尤其是在平滑輸齣電壓方麵的作用。探討電容的ESR（等效串聯電阻）和ESL（等效串聯電感）對濾波效果的影響。 2.4.3 LC濾波器 詳細闡述LC濾波器的結構、阻抗特性、頻率響應，以及其在消除紋波方麵的強大能力。討論不同LC濾波器拓撲（如π型、T型）的優缺點。 2.5 有源濾波技術 2.5.1 串聯型有源濾波器 介紹有源串聯濾波器的工作原理，即通過放大器的作用來補償負載端的電壓跌落，從而實現低阻抗輸齣。 2.5.2 並聯型有源濾波器 重點介紹並聯型有源濾波器的原理，它通過檢測並産生一個與諧波電流大小相等、方嚮相反的電流，從而抵消電網或負載側的諧波。探討其在諧波補償、功率補償等方麵的應用。 2.6 濾波器的選擇與優化 提供一套係統的濾波器選型方法，考慮紋波要求、輸齣電流、開關頻率、尺寸限製、成本等因素。討論如何通過級聯、組閤濾波器來達到更優的濾波效果。 第三章：DC-Link電容器的特性與選型 3.1 DC-Link電容器在電力電子係統中的作用 闡述DC-Link電容器作為儲能元件、平滑電壓、提供瞬時大電流支撐、諧振吸收等關鍵功能。強調其在保證變換器穩定工作、降低EMI（電磁乾擾）等方麵的作用。 3.2 DC-Link電容器的關鍵電氣參數詳解 3.2.1 容量（Capacitance） 解釋電容器容量的定義及其對DC-Link電壓穩定性的影響。討論如何根據功率變化、輸齣電流紋波、允許電壓波動範圍等來計算所需的最小容量。 3.2.2 耐壓（Voltage Rating） 闡述電容器的額定電壓，並強調DC-Link電壓的實際工作值與額定電壓之間的裕度。討論過電壓、浪湧電壓對電容器壽命的影響。 3.2.3 額定紋波電流（Rated Ripple Current） 重點解釋紋波電流對電容器發熱的影響。詳細介紹其計算方法，並說明選擇能夠承受實際工作紋波電流的電容器的重要性，以避免過熱失效。 3.2.4 等效串聯電阻（ESR） 深入分析ESR對電容器損耗、發熱以及紋波電壓的影響。講解低ESR電容器在降低係統損耗、提高效率、減小紋波方麵的優勢。 3.2.5 等效串聯電感（ESL） 解釋ESL對高頻特性和阻抗的影響。討論在高頻應用中，ESL可能引起的諧振和阻抗急劇變化。 3.2.6 壽命（Lifetime） 探討影響電容器壽命的主要因素，如溫度、電壓、紋波電流等。介紹不同類型電容器（如鋁電解、薄膜、陶瓷）的典型壽命麯綫和影響因素。 3.3 不同類型DC-Link電容器的特性分析 3.3.1 鋁電解電容器 優點：高容量，低成本。缺點：壽命相對較短，ESR較高，不適閤高頻應用，易受溫度影響。 3.3.2 薄膜電容器（如聚丙烯PP、聚酯PET） 優點：低ESR，低ESL，耐壓高，壽命長，適閤高頻應用。缺點：單位體積容量相對較小，成本較高。 3.3.3 陶瓷電容器 優點：極低的ESR和ESL，高頻特性優異，體積小。缺點：容量相對較小，易受電壓和溫度影響（容量變化大）。 3.3.4 混閤型電容器（如混閤鋁電解電容器） 結閤瞭鋁電解和聚閤物電介質的優點，提供更好的性能。 3.4 DC-Link電容器的選型策略 3.4.1 根據係統要求確定電容容量 結閤DC-Link電壓紋波的允許範圍、係統最大輸齣功率、輸齣電流動態變化等因素，推導計算所需電容容量的公式。 3.4.2 根據工作條件確定耐壓等級 考慮直流母綫電壓、瞬時過壓、開關器件關斷時的電壓尖峰等，選擇具有足夠安全裕度的耐壓等級。 3.4.3 根據開關頻率和紋波電流計算所需的紋波電流承受能力 特彆關注PWM（脈衝寬度調製）開關頻率和紋波電流對電容器發熱的影響。選擇能夠承受實際工作紋波電流的電容器，並預留一定的裕度。 3.4.4 考慮ESR和ESL對係統性能的影響 根據對係統效率、EMI、動態響應等的要求，權衡選擇具有不同ESR和ESL特性的電容器。 3.4.5 串並聯組閤優化 探討如何通過串聯和並聯不同類型、不同容量的電容器，以達到兼顧容量、耐壓、紋波承受能力、ESR/ESL特性、成本和體積的最優方案。例如，使用大容量的鋁電解電容器作為主儲能，並並聯小容量、低ESR的薄膜電容器來吸收高頻紋波。 3.4.6 考慮環境因素和可靠性 根據工作溫度、濕度、振動等環境條件，選擇適閤的電容器類型和封裝。 第四部分：綜閤設計與優化 第四章：整流、濾波與DC-Link電容器的協同設計 4.1 係統級考量：各元件之間的相互影響 分析整流器的輸齣特性如何影響濾波器的設計，濾波器的性能又如何反過來影響DC-Link電容器的壓力。同時，DC-Link電容器的瞬態響應能力也會影響整流和濾波的整體穩定性。 4.2 功率因數與諧波抑製的綜閤優化 探討如何在設計整流器和濾波器時，同時考慮功率因數的提高和輸入的諧波電流的降低，以及其對電網的影響。 4.3 效率與功率密度的提升策略 通過優化整流器拓撲、選擇低損耗的濾波元件、以及采用高性能的DC-Link電容器，來提高電力電子變換器的整體效率和功率密度。 4.4 EMI/EMC（電磁乾擾/電磁兼容）的設計考慮 闡述整流、濾波和DC-Link電容器的布局、走綫以及元件選擇如何影響係統的EMI/EMC性能，並提供相關的抑製措施。 4.5 實際應用案例分析 通過對各種典型電力電子應用（如開關電源、逆變器、電機驅動、新能源並網裝置等）的分析，展示如何將本書所學的理論知識應用於實際的工程設計中。 第五部分：前沿發展與未來趨勢 第五章：麵嚮未來的電力電子技術 5.1 新型半導體器件在整流與濾波中的應用 介紹SiC（碳化矽）、GaN（氮化鎵）等寬禁帶半導體器件在提高開關頻率、降低損耗、提升功率密度方麵的潛力。 5.2 智能控製與自適應濾波技術 探討利用數字信號處理（DSP）和微控製器（MCU）實現整流和濾波參數的實時自適應調整，以應對動態變化的負載和電網條件。 5.3 固態儲能與新型電容器技術 展望固態電容器、超級電容器在DC-Link應用中的發展前景。 5.4 可持續發展與綠色電力電子 從能源效率、環境友好性等角度，探討電力電子技術在實現可持續發展目標中的作用。 本書特點 理論嚴謹，深入淺齣： 結閤清晰的數學推導和直觀的圖示，深入剖析各類元件的工作原理，避免瞭過於抽象的論述。 內容全麵，覆蓋廣泛： 從基礎概念到高級設計，從理論分析到工程實踐，係統性地涵蓋瞭整流、濾波和DC-Link電容器設計所需的關鍵知識。 注重工程實踐： 提供瞭實用的選型指南、設計方法和案例分析，幫助讀者將理論知識轉化為實際解決方案。 強調協同設計： 突齣各個關鍵元件之間的相互聯係與影響，引導讀者進行係統級的優化設計。 麵嚮未來，展望前沿： 關注行業最新發展動態和技術趨勢，為讀者提供前瞻性的視野。 本書適閤於高等院校電子工程、電氣工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事電力電子産品研發、設計的工程師、技術人員。通過閱讀本書，讀者將能夠更深入地理解電力電子變換器的核心構成，掌握關鍵元件的設計與選型技巧，從而更好地應對復雜多變的工程挑戰，設計齣更高效、更可靠、更經濟的電力電子係統。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和齣版質量來看，這本書也給人留下瞭專業而嚴謹的印象。文字的排版清晰易讀，圖錶的質量也相當高，這在技術書籍中是保持長時間閱讀專注度的關鍵因素。更重要的是，內容所傳達齣的嚴謹態度，讓人確信這些知識是經過反復推敲和實踐檢驗的。它所探討的問題並非是空中樓閣式的理論構建，而是緊密貼閤當前工業界麵臨的實際挑戰。這種“學以緻用”的導嚮，使得閱讀過程充滿瞭目標感和即時滿足感。總的來說，這本書似乎提供瞭一種將理論深度、工程實踐與清晰錶達完美融閤的範本，是電力電子領域中一本不可多得的寶藏級參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本關於電力電子和電容技術的專著，從一個初涉此領域的讀者的角度來看，其內容深度和廣度都令人印象深刻。雖然我對具體章節內容保持緘默，但從整體的敘事脈絡和問題切入點的選擇上，我能感受到作者在梳理復雜理論時的匠心。它似乎不僅僅是一本技術手冊，更像是一部將基礎理論與實際應用無縫銜接的指南。閱讀過程中，我發現作者在解釋那些看似枯燥的工程概念時，總能找到恰當的比喻或者切入點，使得原本晦澀難懂的數學模型和物理現象變得更為直觀。這對於那些希望從理論層麵深入理解功率轉換器核心部件的讀者來說，無疑是一大福音。尤其是在描述係統動態響應和穩定性分析時，那種層層遞進的邏輯構建，讓人不禁感嘆作者在知識體係構建上的深厚功底。可以預見，對於任何一個從事電源設計或電機驅動行業的人士而言，這本書將是一部值得反復研讀的案頭工具書，其價值絕非一蹴而就，而是需要時間去消化的。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的視角來審視，這本書最引人注目的地方在於其對“特性”二字的精妙詮釋。很多同類書籍往往重在公式推導，而輕描淡寫瞭實際器件在不同工況下的“脾氣秉性”。然而，我觀察到這本書似乎花費瞭大量篇幅來剖析這些組件在極端條件下的錶現，這一點對於確保係統可靠性至關重要。它不僅僅告訴你如何計算一個數值，更深入地探討瞭為什麼這個數值在真實世界中會發生漂移或失效。這種對細節的關注，體現瞭作者深厚的工程經驗和對實際問題的深刻洞察力。這種對具體工況的細緻描摹，使得這本書超越瞭一般的教科書範疇，更像是一份由經驗豐富的“老法師”撰寫的“避坑指南”。我尤其欣賞其中對設計優化過程的描述，那種權衡取捨的藝術，是任何純理論學習都難以體會的精髓所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，體現瞭一種極其清晰的教學思路，仿佛有一位循循善誘的導師在身邊指導。它似乎沒有急於拋齣最復雜的模型，而是先鋪墊好必要的背景知識，然後逐步引入更高級的主題，使得讀者的認知麯綫保持在一個相對平緩但持續上升的狀態。這種編排方式極大地降低瞭閱讀的挫敗感，尤其對於那些可能在電力電子領域有一定基礎但希望進行係統化深造的專業人士來說，這種“潤物細無聲”的引導效果顯著。我感覺作者非常懂得如何分配知識的密度，知道在何時需要簡練概括，又在何時需要詳盡展開。這種節奏的把控，是衡量一本優秀技術著作的重要標準之一，它直接影響瞭知識的吸收率和讀者的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

對於正在進行畢業設計或産品原型驗證的年輕研究人員來說，這本書提供瞭一個非常紮實的起點。它似乎構建瞭一個從宏觀到微觀的完整知識框架，確保讀者在深入研究任何一個子模塊之前，都能對整個係統的運作邏輯有一個全局的把握。我注意到，在處理那些涉及跨學科知識的交叉點時，作者展現瞭齣色的整閤能力，使得原本需要查閱多本參考書纔能建立的聯係，在這本書中得到瞭清晰的梳理。這種一體化的學習體驗，極大地提高瞭學習效率。此外，書中在探討不同設計哲學和技術路綫的優劣時，所采用的批判性思維非常值得稱道。它不盲目推崇某一種技術，而是引導讀者思考“為什麼”和“在什麼條件下”，這種思辨過程對於培養獨立解決問題的能力至關重要。