【虎彩 按需出版】电力电子变换器PWM技术原理与实践 (澳大利亚)霍姆斯人民邮电出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周克亮 译

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• 控制技术
• 霍姆斯
• 人民邮电出版社
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• 实践应用
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店铺： 虎彩图书POD店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115219022

商品编码：10152312129

开本：16

出版时间：2010-02-01

《电力电子变换器PWM技术原理与实践》主要介绍了各种不同的电力电子变换器脉宽调制(PWM)技术，并提供了详细的分析和设计手段，形成了系统、全面的PWM技术理论体系。《电力电子变换器PWM技术原理与实践》重点内容包括统一的基于加权总谐波畸变(WTHD)指标的PWM分析技术(含WTHD用于电机谐波损耗的计算)、基本的PWM技术(不同载波的PWM、异步与同步PWM、边带调制、单相及三相的连续调制和不连续调制)、空间矢量PWM技术、多电平变换器的各种PWM技术等。《电力电子变换器PWM技术原理与实践》系统性强，理论分析透彻并紧密结合实际，可为研究人员以及工程应用人员分析和优化PWM方法提供参考。

《电力电子变换器PWM技术原理与实践》适合电气传动、自动化、电机控制及电力电子技术领域的研究人员和技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业的教师、研究生及高年级本科生的专业参考书。

第1章 电力电子变换器导论

1.1 变换器的基本拓扑结构

1.1.1 开关的约束条件

1.1.2 双向斩波器

1.1.3 单相全桥(H桥)逆变器

1.2 电压源型/电压刚性型逆变器

1.2.1 两相逆变器结构  

1.2.2 三相逆变器结构

1.2.3 方波模式下的电压和电流波形

1.3 三相变换器开关函数表达法

1.4 输出电压控制

1.4.1 伏特/赫兹准则

1.4.2 单相逆变器的移相调制

1.4.3 二重桥逆变器的电压控制

1.5 电流源型/电流刚性型逆变器

1.6 空间矢量的概念

1.6.1 三相正弦波电源和负载的d-q-0分量

1.6.2 工作在方波模式下电压源型逆变器的d-q-0分量

1.6.3 同步旋转参考坐标系

1.7 三电平逆变器

1.8 多电平逆变器拓扑结构

1.8.1 二极管钳位式多电平逆变器

1.8.2 电容钳位式多电平逆变器

1.8.3 级联式电压源型多电平逆变器

1.8.4 混合式电压源型逆变器

1.9 小结

参考文献

等等

电力电子变换器：从理论基石到前沿应用 电力电子变换器，作为现代电力系统不可或缺的核心组成部分，其发展历程与技术革新深刻地影响着能源的产生、传输、分配以及最终的消耗方式。它们是连接不同电压、电流、频率以及能量形态的桥梁，在提高能源利用效率、实现电能的灵活控制、推动可再生能源发展等诸多方面发挥着至关重要的作用。本书旨在深入剖析电力电子变换器的核心原理，并结合实际应用，为读者构建一个全面而深入的理解框架。 第一章：电力电子变换器基础概念与分类 本章将为读者打下坚实的理论基础，首先介绍电力电子变换器的基本定义、工作模式以及其在现代社会中的重要地位。我们将探讨其核心功能，即电能的“变换”——例如，将直流电转换为交流电（DC/AC），交流电转换为直流电（AC/DC），直流电转换为不同电压等级的直流电（DC/DC），以及交流电转换为不同频率的交流电（AC/AC）。 接着，我们将对各类电力电子变换器进行详细的分类。这包括： 整流器 (Rectifiers)： 将交流电转换为直流电。我们将深入探讨半波、全波、桥式整流等不同拓扑结构，以及它们在有源和无源方面的特点。 逆变器 (Inverters)： 将直流电转换为交流电。这里将重点介绍方波逆变器、脉宽调制（PWM）逆变器，以及它们在输出波形质量、谐波控制等方面的差异。 DC-DC 变换器： 改变直流电压的幅值。我们将详细讲解升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）以及隔离型DC-DC变换器，并分析它们的工作原理、效率以及动态响应特性。 AC-AC 变换器： 改变交流电压的幅值和/或频率。这里将介绍开关型AC-AC变换器，包括直接AC-AC变换（如开关变容）和间接AC-AC变换（通过DC环节）。 此外，本章还将介绍用于构建这些变换器的关键功率器件，如二极管、晶闸管（SCR）、双极结型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体器件。我们将探讨它们的电压、电流等级、开关速度、导通损耗、开关损耗以及驱动要求等关键参数，为后续深入理解变换器的工作原理打下物质基础。 第二章：开关模式电源（SMPS）的工作原理 开关模式电源是电力电子变换器中最普遍且高效的应用形式之一。本章将聚焦于SMPS的核心原理，特别是其基于开关器件快速导通和关断来实现能量存储和释放的机制。 我们将深入分析SMPS的设计理念，阐述其相对于线性电源在效率、体积、重量和成本方面的显著优势。核心内容将包括： 能量存储元件： 探讨电感和电容在SMPS中扮演的关键角色，它们如何存储和释放能量，从而实现电压和电流的变换。 占空比控制： 详细讲解占空比（Duty Cycle）的概念，即开关器件导通时间与整个开关周期之比，以及它如何直接决定输出电压的大小。 开关频率的影响： 分析开关频率对SMPS性能的影响，包括效率、尺寸、电磁干扰（EMI）以及动态响应速度。 损耗分析： 剖析SMPS中的主要损耗来源，包括导通损耗、开关损耗、磁性元件损耗和控制电路损耗，并介绍提高效率的策略。 基本拓扑结构深入研究： 除了第一章提到的DC-DC变换器基本拓扑，本章将更深入地分析它们的具体工作状态、输入输出关系、纹波特性以及典型应用。 第三章：脉宽调制（PWM）技术在变换器中的应用 脉宽调制（PWM）是现代电力电子变换器，特别是逆变器和DC-DC变换器中实现精确电压和波形控制的核心技术。本章将详细解析PWM技术的原理及其在各类变换器中的具体应用。 核心内容包括： PWM 生成原理： 介绍PWM信号是如何通过比较三角波（或锯齿波）与基准信号（通常是正弦波或直流电压）产生的。 不同类型的PWM策略： 单极性PWM (Unipolar PWM)： 分析其工作原理、优点（如降低输出电压纹波）和缺点。 双极性PWM (Bipolar PWM)： 讲解其工作原理、优点（如易于实现）和缺点。 空间矢量脉宽调制 (Space Vector PWM, SVPWM)： 重点介绍SVPWM在三相逆变器中的优势，如何通过矢量合成来控制输出电压幅度和相位，以及其在提高输出波形质量和效率方面的作用。 PWM 在 DC-DC 变换器中的应用： 阐述PWM如何控制DC-DC变换器的占空比，实现精确的电压输出调节，以及各种PWM调制方式（如电压模式、电流模式）的特点。 PWM 在逆变器中的应用： 详细分析PWM如何用于控制逆变器的输出电压幅值和频率，产生接近正弦波的输出电压，以及如何通过PWM技术来抑制谐波。 PWM 调制的性能考量： 讨论PWM调制中的一些关键性能指标，如谐波失真度（THD）、总有效谐波失真（TMD）、动态响应速度以及计算复杂度。 第四章：变换器设计中的关键要素与考虑 本章将从工程实践的角度出发，探讨设计一个高性能、高可靠性的电力电子变换器所需的关键要素和需要考虑的诸多方面。 功率器件选型： 基于变换器的功率等级、开关频率、工作电压和电流要求，选择合适的功率器件（MOSFET、IGBT、SiC、GaN等），并重点考虑其导通损耗、开关损耗、可靠性及成本。 磁性元件设计： 电感器设计： 讲解电感器在能量存储中的作用，如何根据所需的电感值、电流等级、饱和电流以及功率损耗进行设计。 变压器设计： 分析变压器在隔离、升降压等方面的应用，如何考虑漏感、绕组损耗、磁芯损耗以及高频特性。 电容器选型： 讨论输入和输出电容器的功能，包括滤波、能量缓冲和抑制纹波，以及电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等不同类型电容器的特性与应用场景。 PCB 布局与走线： 强调PCB布局对变换器性能的重要性，如何优化高频电流回路，减少寄生参数，抑制电磁干扰（EMI）。 散热设计： 讨论功率器件和磁性元件产生的热量，以及如何通过散热片、风扇、液冷等方式进行有效散热，保证器件的长期稳定工作。 控制环路设计： 介绍变换器控制的基本原理，包括电压模式控制、电流模式控制，以及PID控制器等基本控制策略，并讨论其在稳定输出、动态响应和瞬态抑制方面的作用。 第五章：常用电力电子变换器拓扑的详细分析与应用 本章将对几种最常用且具有代表性的电力电子变换器拓扑进行更深入的分析，结合具体的应用场景，展现理论与实践的结合。 Boost (升压) 变换器： 工作原理、数学模型、电压增益。 连续导通模式 (CCM) 和断续导通模式 (DCM)。 主要应用：电池充电、LED驱动、太阳能逆变器等。 Buck (降压) 变换器： 工作原理、数学模型、电压增益。 CCM 和 DCM。 主要应用：CPU电源、低压直流电源等。 Buck-Boost (升降压) 变换器： 工作原理、数学模型、输出电压特性。 主要应用：需要输出电压高于或低于输入电压的场景，如电池管理系统。 Flyback (反激) 变换器： 隔离型DC-DC变换器，利用变压器的能量转移。 工作原理、设计要点（如变压器匝比、储能）。 主要应用：开关电源适配器、低功率隔离电源等。 Forward (正激) 变换器： 隔离型DC-DC变换器，变压器提供隔离和升降压。 工作原理、与Flyback的区别。 主要应用：中低功率隔离电源。 LLC 谐振变换器： 一种高效率的谐振式DC-DC变换器。 工作原理、谐振频率、零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的实现。 主要应用：服务器电源、电动汽车充电器、LED驱动电源等。 第六章：现代电力电子变换器的发展趋势与前沿技术 电力电子变换器技术正以前所未有的速度发展，本章将展望未来的发展方向，并介绍一些前沿技术。 宽禁带半导体器件的应用： 深入探讨SiC和GaN器件在提高效率、降低损耗、减小体积和提升工作频率方面的潜力，以及它们在电动汽车、5G通信、可再生能源等领域的应用前景。 多电平变换器技术： 介绍NPC（Neutral-Point-Clamped）、FC（Flying Capacitor）和SFC（Cascaded H-bridge）等不同类型多电平变换器的原理，以及它们在高电压、大功率应用中的优势（如降低器件电压应力、减小谐波）。 数字控制与智能化： 探讨数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）在实现复杂控制算法、增强系统鲁棒性和智能化方面的作用，以及基于模型的预测控制（MPC）等新型控制技术。 电磁兼容性（EMC）与噪声抑制： 讨论电力电子变换器产生的电磁干扰（EMI）问题，以及各种抑制技术，如滤波、屏蔽、布局优化和软开关技术。 面向可再生能源的变换器： 重点关注光伏逆变器、风力发电机变流器等在并网控制、最大功率点跟踪（MPPT）、故障穿越（FT）等方面的技术挑战与解决方案。 电动汽车（EV）的电力电子技术： 探讨车载充电器（OBC）、DC/DC变换器、电机控制器等在电动汽车中的应用，以及对高功率密度、高效率和高可靠性的需求。 本书通过对电力电子变换器原理的层层剖析，从基础概念到高级应用，旨在为读者提供一个全面、系统且深入的学习平台。无论您是从事相关领域的工程师、研究人员，还是希望深入了解现代电力电子技术的学生，本书都将为您提供宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的题目《虎彩 按需出版】电力电子变换器PWM技术原理与实践 (澳大利亚)霍姆斯人民邮电出版社》让我一开始就充满了期待，毕竟PWM技术在现代电力电子领域扮演着至关重要的角色。然而，这本书的重点却落在了“项目管理与团队协作”的方方面面。作者通过大量案例研究，详细阐述了在一个复杂的工程项目中，如何有效地沟通、如何进行风险评估、如何分配资源、如何激励团队成员，以及如何应对项目中的突发状况。书中对于“跨部门沟通的障碍与解决策略”的分析尤其深刻，让我意识到，即使是最尖端的技术，也需要强大的管理和协调才能落地。虽然书中没有详细讲解PWM的数学模型或者控制器的实现细节，但它所强调的“协同工作”和“流程优化”对于任何一个大型工程项目，特别是涉及多学科协作的电力电子项目，都具有普遍的指导意义。我感觉，与其说它是一本技术专著，不如说它是一本关于“如何让技术高效运转起来”的指南。书中的“利益相关者分析”以及“沟通矩阵”的设计，对于管理一个复杂的项目团队，比如开发一款新的变流器产品，是非常实用的工具。它让我明白，一个成功的技术项目，往往离不开高效的组织和管理，而不仅仅是技术本身的先进性。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书时，原本是冲着“电力电子变换器PWM技术原理与实践”这个标题来的，期待能深入了解PWM的各种调制策略、性能分析以及实际应用中的调试技巧。然而，实际阅读过程却让我对“实践”二字有了全新的理解。书中与其说是实践，不如说是对“设计思维”和“创新流程”的系统性梳理。作者花了很大篇幅去讲解如何定义问题、如何进行用户研究、如何生成创意、如何原型设计以及如何进行用户测试。它提供了一个非常扎实的框架，来指导读者如何从零开始，一步步将一个想法转化为一个可行的产品或解决方案。虽然书中没有直接出现电力电子变换器或PWM的电路图，但书中介绍的“迭代式设计”和“敏捷开发”理念，对于任何一个从事技术研发的人来说，都是极其宝贵的经验。我甚至联想到，在设计电力电子变换器时，如何更好地定义产品的性能指标，如何进行用户场景分析，如何在早期就发现潜在的设计缺陷，这些都可以借鉴书中的方法论。我个人觉得，很多时候，技术问题不仅仅是技术问题，更是设计和工程管理问题。这本书提供了一个非常好的视角，让我从“如何制造”转向“如何更好地设计”，并且通过一个完整而严谨的流程，来确保最终的“实践”能够触及到核心需求，并且具备良好的用户体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字虽然包含了“电力电子变换器PWM技术原理与实践”，但实际阅读下来，我感觉它更像是一本关于“系统思维与决策优化”的入门教材。书中大量篇幅都在探讨如何理解复杂系统中的相互作用，以及如何在不确定性中做出最优选择。作者通过一系列生动的案例，比如供应链管理、交通流量控制，甚至是如何组织一次大型活动，来阐述“局部最优不等于全局最优”这一核心概念。读完后，我仿佛打开了看待问题的新视角，不再局限于单一环节，而是能够更宏观地审视整个系统，并从中找到关键的突破点。书中并没有直接讲解PWM（脉冲宽度调制）的具体电路设计或者控制算法，这一点让我有些意外，但换个角度想，它提供的思维框架，对于理解任何需要精细调控和优化的“系统”都非常有帮助。我特别喜欢作者提出的“反馈循环”模型，它清晰地展示了系统内部各个要素是如何相互影响、相互塑造的，这对于我理解电力电子变换器这样复杂的动态系统，尽管书中没有直接的实例，也无疑提供了深层次的理论启示。我发现，很多在实际工程中遇到的问题，其根源往往在于对系统整体性理解的不足，而这本书恰恰弥补了这一短板。总的来说，如果你想提升自己的系统分析能力和决策水平，这本书绝对值得一读，它能教会你如何“看清全局”，而非仅仅“看清细节”。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本书是希望能够学习到关于“电力电子变换器PWM技术”最前沿的原理和实践经验。然而，这本书的主线内容却聚焦于“认知心理学与学习策略”。作者深入探讨了人类是如何学习新知识、如何记忆信息，以及如何克服学习过程中的障碍。书中详细讲解了诸如“主动回忆”、“间隔重复”、“费曼技巧”等多种有效的学习方法，并用生动的例子来说明它们在不同领域的应用。虽然书中没有出现任何关于PWM电路、控制算法或者功率器件的专业术语，但它所提供的学习方法，对于任何希望快速掌握复杂技术的人来说，都具有极大的启发意义。我从中了解到，学习PWM技术不仅仅是死记硬背公式和原理，更重要的是掌握一套科学的学习方法，能够主动地去理解、去应用、去构建自己的知识体系。我发现，通过运用书中的“费曼技巧”，我能够更容易地将复杂的PWM原理用自己的话讲清楚，从而加深理解。这本书让我意识到，学习能力本身也是一种重要的技能，掌握了它，学习任何技术都会变得事半功倍。它为我提供了一个全新的视角，看待如何高效地吸收和掌握“电力电子变换器PWM技术”这类复杂知识。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书的时候，我猜想里面会充斥着各种复杂的数学公式、电路图和仿真结果，毕竟主题是“电力电子变换器PWM技术”。但是，这本书的核心内容却围绕着“数据分析与统计建模”展开。作者以一种非常普适的方式，讲解了如何收集、清洗、分析和解读数据，以及如何运用统计学原理来构建预测模型。书中通过大量易于理解的例子，比如市场趋势分析、用户行为预测，展示了数据在驱动决策过程中的强大力量。虽然书中没有直接提及PWM的具体参数优化或者谐波分析，但它所教授的数据分析方法，对于理解和改进任何复杂的系统都非常有价值。我特别欣赏书中关于“模型验证”和“误差分析”的部分，这对于确保数据驱动的结论具有可靠性，避免盲目乐观或悲观至关重要。我想到，在电力电子领域，通过对大量的运行数据进行分析，完全可以发现潜在的设计缺陷，预测设备的故障，甚至优化控制策略，从而提升变换器的效率和稳定性。这本书提供的思维工具，虽然不是直接的技术教程，但它赋予了我一种全新的能力，能够从海量的数据中提炼出有价值的信息，并用科学的方法来指导实践，这对于任何一个想在技术领域做出深入研究的人来说，都是一笔宝贵的财富。