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张友汉，周玲 著

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• 开关电源
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• 电路分析
• 电子技术

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040281323

商品编码：29763728533

包装：平装

出版时间：2009-12-01

基本信息

书名：电力电子技术(第2版)

定价：12.90元

作者：张友汉,周玲

出版社：高等教育出版社

出版日期：2009-12-01

ISBN：9787040281323

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.222kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是中等职业教育国家规划教材《电力电子技术》(张友汉主编，高等教育出版社2002年出版)的修订版，是在版的基础上根据新形式下的教学需求、课程改革成果和相关新技术、新国标等进行修订的。本书沿用版的内容框架结构，为适应近年来中职生源情况的变化，突出“以服务为宗旨、以就业为导向、以能力为本位”的职业教育办学理念，修订时坚持以学生为本，降低难度。
本书主要内容包括电力二极管和晶闸管、全控型电力电子器件、单相可控整流电路、三相晶闸管可控整流电路、直流变换电路、逆变电路、交流变换电路、脉冲宽度调制技术与软开关技术、电力电子装置举例及6个实验和实训等。本书选材较新、资料丰富，与实际应用结合紧密；结构合理，章节明晰；重点明确写出，难点深入浅出，注意循序渐进；习题题量、难度适中，适于教学使用。
本书可作为中等职业学校电气运行与控制专业及相关专业的教学用书，还可以作为从事电力电子技术行业的工人和短期培训人员的教学和参考用书。

目录

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章 电力二极管和晶闸管
节 电力二极管
第二节 晶闸管
本章小结
思考题与习题
第二章 全控型电力电子器件
节 门极可关断晶闸管
第二节 电力晶体管
第三节 电力场效晶体管
第四节 绝缘栅双极晶体管(IGBT)
第五节 其他新型电力电子器件
本章小结
思考题与习题
第三章 单相可控整流电路．
节 单相桥式全控整流电路
第二节 单相桥式半控整流电路
第三节 触发电路
本章小结
思考题与习题
第四章 三相晶阐管可控整流电路
节 三相半波可控整流电路
第二节 三相桥式全控整流电路
第三节 晶闸管的串并联及保护
本章小结
思考题与习题
第五章 直流变换电路
节 直流斩波电路的工作原理
第二节 复合斩波电路
本章小结
思考题与习题
第六章 逆变电路
节 有源逆变电路
第二节 有源逆变电路应用举例
第三节 无源逆变电路
本章小结
思考题与习题
第七章 交流变换电路
节 交流调压电路
第二节 交一交变频电路
第三节 交流调压电路应用实例
本章小结
思考题与习题
第八章 脉冲宽度调制技术与软开关技术
节 脉冲宽度调制的基本原理
第二节 PWM逆变电路
第三节 SPWM波形成电路及专用
集成芯片
第四节软开关技术
本章小结
思考题与习题
第九章 电力电子装置举例
节 开关电源
第二节 高发光效能的节能型荧光灯
第三节 不间断电源(UPS)
第四节 变频调速装置
本章小结
思考题与习题
第十章 实验和实训
实验一 晶闸管的简易测试及导通关断条件实验
实验二 单相半控桥式整流
实验三 三相桥式全控整流电路与锯齿波同步触发电路
实验四 三相桥式全控有源逆变电路
实验五 单相交流调压电路
实验六 IGBT斩波电路
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电力电子技术（第2版）》内容概述 《电力电子技术（第2版）》是一本深入探讨电力电子技术基本原理、关键器件、典型电路以及在现代电力系统中广泛应用的专著。本书面向高等院校电子信息工程、电气工程及其自动化、能源动力工程等相关专业的学生和工程技术人员，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，掌握先进的设计方法，并能应对实际工程中的挑战。 第一部分：基础理论与器件 本书开篇深入剖析了电力电子技术的核心概念。首先，它阐述了电力电子技术在现代能源转型中的关键作用，强调了其在提高能源效率、优化电能质量、实现可再生能源接入等方面的不可替代性。接着，详细介绍了电力电子变换器的基本功能，包括AC-DC（整流）、DC-DC（变流）、DC-AC（逆变）以及AC-AC（变频）等四种基本变换方式，并阐述了它们在不同应用场景下的原理和特点。 在器件层面，本书对当前主流的电力电子器件进行了详尽的介绍。这包括： 二极管类器件： 详细阐述了快恢复二极管、肖特基二极管等在电力电子电路中的应用，分析了它们的导通压降、反向恢复特性等关键参数对电路性能的影响。 晶闸管类器件： 重点介绍了晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）和功率MOSFET等。对于每一种器件，本书都深入分析了其结构、工作原理、门极驱动电路的设计要求、关键参数（如耐压、电流能力、开关损耗、导通损耗）以及在不同工作条件下的特性曲线。特别地，对于IGBT和MOSFET，本书详细讲解了它们在高频开关应用中的优势和局限性，以及栅极驱动电路的重要性，包括隔离驱动、电平转换等。 电力电子模块： 介绍了集成化的电力电子模块，如IPM（智能功率模块）和HVIC（高压集成电路），它们在提高功率密度、简化外围电路、增强可靠性方面扮演着重要角色。 第二部分：基本电力电子变换器 本书的第二部分系统地讲解了各种基本类型的电力电子变换器。 AC-DC变换器（整流器）： 单相桥式整流器： 介绍了半波、全波、桥式整流电路，以及带有滤波电路的整流器，分析了输出电压纹波、功率因数等指标。 三相桥式整流器： 详细分析了三相半控桥和全控桥整流器，讨论了移相控制对输出电压和纹波的影响，以及高次谐波的产生和抑制。 有源前端变换器（PFC）： 深入讲解了有源功率因数校正技术，包括升压式PFC、降压-升压式PFC等拓扑。强调了其在改善输入电流波形、提高功率因数、降低谐波注入方面的作用，并介绍了相应的控制策略。 DC-DC变换器： 非隔离型DC-DC变换器： 详细介绍了降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）以及Cuk、SEPIC、Zeta等多种拓扑结构。对于每一种变换器，本书都推导了其稳态工作方程，分析了占空比、电感和电容参数对输出电压、纹波的影响，并讨论了临界导通模式（CRM）和连续导通模式（CCM）下的工作特性。 隔离型DC-DC变换器： 介绍了具有变压器隔离功能的DC-DC变换器，如正激（Forward）、反激（Flyback）、桥式（Full-Bridge）、半桥（Half-Bridge）以及LLC谐振变换器等。重点分析了隔离变压器的设计、隔离要求、寄生参数的影响，以及不同拓扑在不同功率等级下的适用性。 DC-AC变换器（逆变器）： PWM（脉冲宽度调制）控制： 详细介绍了各种PWM调制技术，包括单极性PWM、双极性PWM、三相SPWM（正弦脉冲宽度调制）等。分析了这些调制方式如何生成高质量的交流输出，以及它们在降低输出谐波、提高输出电压幅值方面的效果。 电压型逆变器： 讲解了单相和三相电压型逆变器，包括半桥和全桥结构。分析了输出滤波器的设计，以及如何通过PWM控制实现对输出电压幅值和频率的调节。 电流型逆变器： 介绍了电流型逆变器的基本结构和工作原理，并与其与电压型逆变器进行对比。 多电平逆变器： 探讨了级联多电平逆变器、NPC（中点箝位）逆变器、飞跨电容（Flying Capacitor）多电平逆变器等。分析了多电平技术在减小器件电压应力、降低谐波、提高输出波形质量方面的优势，以及其在特高压输电、大功率电机驱动等领域的应用。 AC-AC变换器（变频器）： 直接变频（AC-AC变换）： 介绍了移相控制的AC-AC变换器，分析了其在静态开关下的工作原理。 间接变频（DC-Link变换）： 详细阐述了通过整流器、DC环节和逆变器构成的间接变频器，即所谓的变频器（Variable Frequency Drive, VFD）。重点分析了DC环节的滤波要求，以及逆变器部分如何通过PWM控制实现对输出电压和频率的精确控制。 第三部分：控制理论与方法 本书的第三部分聚焦于电力电子变换器的控制技术，这是实现其高性能运行的关键。 基本控制策略： 详细讲解了PID（比例-积分-微分）控制器的设计和应用，以及如何根据变换器的动态特性来整定PID参数。 开关模式控制： 深入分析了平均模型法和开关函数法在推导变换器动态模型中的应用。 先进控制方法： 介绍了模型预测控制（MPC）、滑模控制（SMC）、模糊逻辑控制、自适应控制等先进控制技术在电力电子系统中的应用。这些方法在应对非线性、时变系统以及提高鲁棒性方面具有显著优势。 数字控制： 强调了数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）在实现复杂控制算法中的作用，介绍了数字控制在PWM生成、反馈回路实现、保护功能集成等方面的优势。 第四部分：应用领域与发展趋势 本书的最后部分将理论与实践相结合，探讨了电力电子技术在各个领域的广泛应用以及未来的发展方向。 可再生能源发电： 重点介绍了光伏发电系统中的最大功率点跟踪（MPPT）技术、风力发电系统中的变流器设计、储能系统中的充放电控制等。 电力传动： 详细分析了在电动汽车、工业驱动、机器人等领域的应用，包括电机控制（如永磁同步电机、感应电机）、能量回收等。 电能质量控制： 讲解了动态电压恢复器（DVR）、静止同步补偿器（STATCOM）等在改善电网电压稳定性和谐波治理方面的作用。 新能源汽车： 详细介绍了车载充电机（OBC）、DC-DC变换器、电机控制器等关键电力电子部件。 高压直流输电（HVDC）： 介绍了LCC-HVDC和VSC-HVDC的结构和控制，以及其在远距离大容量输电和电网互联中的应用。 未来趋势： 展望了宽禁带半导体器件（如SiC、GaN）在电力电子领域的发展前景，讨论了更高功率密度、更高效率、更智能化的电力电子系统设计，以及物联网（IoT）和人工智能（AI）在电力电子领域的融合应用。 本书通过深入的理论分析、丰富的电路实例和贴近工程实际的讨论，为读者提供了一个全面而深入的学习平台。书中丰富的图示、清晰的逻辑结构和详尽的参数分析，使其成为电力电子技术领域一本不可多得的参考书籍。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技术参考书，内容的深度和广度是衡量其价值的核心标准，而这本书在这方面表现得极为出色。它不仅仅覆盖了电力电子技术的基础核心模块，如逆变器、变流器等经典电路，更令人惊喜的是对前沿热点领域的关注和收录。我惊喜地发现，一些近几年才开始在工业界引起重视的宽禁带半导体（如SiC、GaN）的应用和挑战，在该书中都有专门的章节进行系统性阐述，这使得这本书的生命周期和适用性大大延长。内容组织上，作者显然是站在一个宏观的、面向未来的角度来构建知识体系的。例如，在某一类拓扑的介绍中，作者会先从最简单的形式讲起，然后层层递进，引入最新的控制策略和优化方法，这种螺旋上升的结构，非常有利于读者的知识积累和创新思维的培养。我感觉自己不仅仅是在学习现有的技术，更是在为未来的技术迭代做知识储备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，硬壳的质感拿在手里沉甸甸的，内页纸张的选材也相当考究，印刷的清晰度和色彩的还原度都达到了专业水准。封面那一抹深邃的蓝色，配上简洁有力的标题字体，散发出一种严谨而又不失现代感的学术气息。我特别喜欢它在章节划分上的匠心独运，逻辑衔接非常自然流畅，即使是初次接触这个领域的读者，也能很快找到阅读的节奏感。每章开篇都会有一个简短的引言，勾勒出本章的核心概念和重要性，让人在深入细节之前，对全局有一个清晰的把握。排版方面，大量的图表和公式被巧妙地穿插其中，视觉上丝毫没有拥挤感，反而起到了很好的辅助理解作用。特别是那些复杂的电路拓扑图，线条干净利落，标注清晰明了，即便是那些参数众多的复杂系统，也能让人一眼看出其核心结构。这本书在细节上的打磨，无疑为长时间阅读提供了一个非常舒适的体验，让人愿意沉下心来，细细品味其中的知识点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格充满了资深专家的深厚底蕴，但绝非那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调。作者在阐述原理时，总能找到一个绝佳的平衡点——既保证了理论的严谨性，又兼顾了工程实践的可读性。我尤其欣赏它对“为什么”的深入探讨，很多教材只是简单罗列公式和结论，而这本书却会花笔墨去追溯这些理论诞生的背景和物理意义，这极大地提升了我们对知识的理解深度，而非仅仅停留在“背诵”的层面。比如，在讲解开关器件的特性时，作者不仅仅给出了静态参数表，还用生动的语言描述了开关过程中瞬态损耗的物理过程，让人仿佛置身于实验室中观察波形变化。此外，书中穿插的一些“小贴士”或“工程案例分析”，更是点睛之笔，这些经验性的总结，往往是课堂上难以听到的宝贵财富，让理论学习与实际应用紧密地结合了起来，极大地增强了学习的动力和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

使用体验方面，这本书的索引和目录设计简直是教科书级别的典范。如果你需要快速定位某个特定的概念或者公式，翻阅起来效率极高。目录的层级划分清晰到小数点后两三位，让你对知识点的细微差别一目了然。更不用说那详尽的术语表和附录部分，简直是救命稻草。我经常在查阅某些标准或者单位换算时，不必再去翻阅其他资料，直接在附录中就能找到权威、准确的信息。而且，书中对参考文献的引用也做到了极大的尊重和规范，每一处关键的理论引用都标注得非常清楚，这对于希望进行更深层次研究的读者来说，提供了极好的追溯路径。可以说，这本书在设计之初，就充分考虑了“工具书”的属性，确保读者在“查阅”和“学习”这两种模式下都能获得最佳的用户体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书在习题和自测环节的设计上，透露着一种恰到好处的“严苛”与“引导”。它提供的练习题并非那种纯粹的计算题堆砌，而是巧妙地融合了理论应用和工程判断。很多题目都设定了一个略微复杂的初始条件，迫使读者必须灵活运用所学的知识点，而不是机械地套用公式。我尤其欣赏那些需要结合仿真软件进行验证的思考题，它们有效地弥合了纯理论学习与实际工程软件操作之间的鸿沟。更重要的是，答案和解题步骤的给出方式也非常人性化，它不仅仅提供最终结果，更重要的是对关键步骤的推导进行了详尽的解释，特别是那些容易出错的环节，会有专门的提示。这种教学方式，让读者在自我检查的过程中，也能进行一次深入的知识点回顾和巩固，真正做到了学以致用，查漏补缺。