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| 編輯推薦： |
随着“双碳”目标的持续推进，电力电子技术正在成为能源结构转型的关键支撑技术，各行业对兼具理论深度、实践能力和创新思维的电力电子复合型人才的需求越来越大。现有大多数高校课程虽然培养了学生的基础实验技能、严谨的科学态度和初步的分析能力，但还需提升学生的工程实践能力和创新能力。
《电力电子创新实践教程》以创新实践能力培养为目标，通过“学中做、做中学”的模式，在电力电子技术的知识体系基础上，掌握仿真建模、硬件设计、实物制作调试的核心技能，培养系统性思维，提升创新思维和工程意识。书中内容源于编者在电力电子领域多年的教学经验、科研积累及企业合作案例，力求贴近工程实际需求，反映技术前沿动态。
《电力电子创新实践教程》适用于高等院校电气工程、自动化、能源与动力工程等相关专业的本科生和研究生开展电力电子方向系列课程的创新实践，也可供从事电力电子技术研究与开发的工程技术人员参考。教学中可结合“理论讲授 仿真验证 样机制作 项目答辩”的混合模式，匹配不同的课程需求。
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| 內容簡介： |
随着“双碳”目标的推进，电力电子技术正成为能源结构转型的关键技术，各行业对复合型人才需求增大，新工科背景下高校的电力电子实践课程面临更高要求。传统课程实验往往针对单个知识点进行验证，缺乏系统性思维和跨学科融合能力的培养。《电力电子创新实践教程》以理论为基础、创新实践能力培养为目标，以开关电源类、调速系统类等完整项目实践为载体，覆盖拓扑设计至实物调试全流程，强化系统性思维培养，打破传统单一知识点实验模式；将安全理念贯穿实践各环节，从电气、机械安全设计到热管理设计，构建实践项目全流程的安全体系。本书第1部分内容介绍了实验实践安全知识及常用电子元器件、PCB焊接等实践基础知识，第2部分内容为开关电源类和调速系统类实践项目，项目内容融合教学经验、科研积累与企业合作案例，紧密贴合工程实际与技术前沿，助力提升学生创新实践与跨学科融合能力，切实满足新工科对高素质人才的培养需求。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
《电力电子创新实践教程》可作为高校电气工程、自动化等相关专业本科生、研究生和教师开展电力电子创新实践的教材，也可为工程技术人员提供参考。
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| 關於作者： |
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两位作者均为重庆大学电气工程学院的教师，长期从事电力电子与电力传动等领域的科研和教学工作。
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| 目錄：
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前言
第1章 绪论1
1.1 电力电子的主要技术内涵1
1.2 电力电子的典型应用场景2
1.3 电力电子的创新实践需求5
1.4 本章小结6
第2章 电力电子的实验安全与安全设计7
2.1 电气安全基础7
2.1.1 触电事故7
2.1.2 触电方式8
2.1.3 安全急救10
2.1.4 安全防护10
2.2 机械安全基础10
2.2.1 机械伤害的成因11
2.2.2 机械伤害的防护11
2.3 消防安全基础11
2.3.1 火灾的成因11
2.3.2 火灾的处理12
2.4 电力电子装置安全设计12
2.4.1 电力电子装置基本安全要求12
2.4.2 电力电子装置安全设计要点12
2.5 本章小结13
第3章 电力电子创新实践的基础知识14
3.1 常用接插件 14
3.2 常用电子元器件18
3.2.1 电阻18
3.2.2 电容23
3.2.3 电感27
3.2.4 二极管29
3.2.5 晶体管31
3.2.6 MOSFET32
3.2.7 IGBT36
3.2.8 继电器和开关37
3.3 电路板39
3.3.1 PCB制作工艺40
3.3.2 PCB布局布线规范46
3.4 散热器47
3.4.1 散热器类型47
3.4.2 散热器表面积计算48
3.5 手工焊接50
3.5.1 焊接工艺50
3.5.2 焊接工具及使用51
3.5.3 手工焊接步骤53
3.6 常用测试测量仪表56
3.6.1 示波器56
3.6.2 测试探头57
3.6.3 万用表58
3.7 本章小结59
第4章 反激式开关电源的创新实践60
4.1 设计目标60
4.2 设计工具61
4.2.1 WEBENCH61
4.2.2 PowerEsim61
4.2.3 PI Expert Suite62
4.3 设计方案64
4.3.1 电路拓扑设计64
4.3.2 元器件选型设计66
4.4 实践效果75
4.4.1 仿真结果与分析75
4.4.2 实验结果与分析77
4.5 本章小结80
第5章 LLC谐振变换器的创新实践82
5.1 设计目标82
5.2 设计方案83
5.2.1 电路拓扑设计83
5.2.2 元器件选型设计88
5.3 实践效果91
5.3.1 仿真结果与分析91
5.3.2 实验结果与分析92
5.4 本章小结96
第6章 功率因数校正电路的创新实践98
6.1 设计目标98
6.2 设计方案99
6.2.1 电路拓扑设计99
6.2.2 元器件选型设计100
6.3 实践效果111
6.3.1 仿真结果与分析111
6.3.2 实验结果与分析116
6.4 本章小结123
第7章 单相逆变器的创新实践124
7.1 设计目标124
7.2 设计方案125
7.2.1 电路拓扑设计125
7.2.2 元器件选型设计126
7.2.3 控制策略设计137
7.3 实践效果139
7.3.1 仿真结果与分析139
7.3.2 实验结果与分析140
7.4 本章小结143
第8章 单闭环直流调速系统的创新实践144
8.1 设计目标144
8.2 设计方案144
8.2.1 电机参数145
8.2.2 电路拓扑设计145
8.2.3 元器件选型设计147
8.2.4 控制策略设计151
8.3 实践效果155
8.3.1 仿真结果与分析155
8.3.2 实验结果与分析157
8.4 本章小结159
第9章 双闭环直流调速系统的创新实践161
9.1 设计目标161
9.2 设计方案161
9.2.1 电机参数161
9.2.2 电路拓扑设计162
9.2.3 元器件选型设计163
9.2.4 控制策略设计166
9.3 实践效果169
9.3.1 仿真结果与分析169
9.3.2 实验结果与分析172
9.4 本章小结174
参考文献175
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| 內容試閱：
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随着“双碳”目标的持续推进，电力电子技术正在成为能源结构转型的关键支撑技术，在能源高效转换、可再生能源、电气化交通、航空航天等领域的应用日益广泛。与此同时，各行业对兼具理论深度、实践能力和创新思维的电力电子复合型人才的需求越来越大。新工科背景下，注重培养工程实践能力、创新意识和创新能力以及跨学科融合的能力，这对高校的实践课程提出了更高的要求。
现有的大多数课程基础性、验证性实验很好地架起了理论与实践的桥梁，培养了学生的基础实验技能、严谨的科学态度和初步的分析能力，为后续更高级的综合性、设计性实验及创新性实践打下了坚实的基础。在此基础上，还需提升工程实践能力和创新能力。《电力电子创新实践教程》以创新实践能力培养为目标，通过“学中做、做中学”的模式，在电力电子技术的知识体系基础上，掌握仿真建模、硬件设计、实物制作调试的核心技能，培养系统性思维，提升创新思维和工程意识。书中内容源于编者在电力电子领域多年的教学经验、科研积累及企业合作案例，力求贴近工程实际需求，反映技术前沿动态。
《电力电子创新实践教程》内容共9章，分为两部分，第1部分介绍电力电子实践的基础知识，第2部分介绍电力电子实践项目，分为开关电源类和调速系统类两大板块。第1部分包括第1-3章，其中第1章介绍电力电子技术的基本概念、应用场景及电力电子实践的必要性，旨在让读者了解电力电子技术及其应用领域。第2章介绍实验安全相关知识，电力电子实践中安全是首先要强调的重要事项，这一章主要介绍电力电子实践中可能涉及的电气安全、机械安全、消防安全，并从电力电子装置设计角度关注电气安全设计、机械安全设计及热管理设计，让安全贯穿于电力电子实践的每个环节。第3章介绍电力电子创新实践的基础知识，包括常用接插件、电子元器件、功率器件、电路板设计、散热器设计与选型、手工焊接工艺及常用测试测量仪表，本章的内容为后续项目实践提供技术支持和理论基础。第2部分包括第4-9章，其中第4-7章为开关电源项目实践，分别以数据中心供电需求、高效率高功率密度电源、消费电子产品电源供电质量要求、单相系统中的光伏和储能逆变器为典型应用项目，详细阐述反激式开关电源、LLC谐振变换器、功率因数校正电路和单相逆变器的设计实践，从拓扑设计选型、元器件选型、控制策略选取到仿真建模、样机制作、实物调试测试，给出了完整的设计制作测试过程。第8章和第9章为调速系统项目实践，这两章着眼于直流电机在工业机械、交通运输、家用电器及自动化等领域的广泛应用，分别对典型的单闭环和双闭环控制进行详细介绍，不同于开关电源项目的介绍，电机调速系统侧重于控制器设计，样机测试会涉及电机的动态过程。
《电力电子创新实践教程》适用于高等院校电气工程、自动化、能源与动力工程等相关专业的本科生和研究生开展电力电子方向系列课程的创新实践，也可供从事电力电子技术研究与开发的工程技术人员参考。教学中可结合“理论讲授 仿真验证 样机制作 项目答辩”的混合模式，匹配不同的课程需求。
在编写过程中，《电力电子创新实践教程》参考了大量国内外的相关书籍和论文，主要文献资料已列于本书末尾，但难免会有遗漏，在此一并表示衷心感谢。同时，本书部分文稿内容参考了邵伟华、徐先松、王绪龙、曾诚、王霖、张博、郑堃等研究生的实践报告，在此一并表示感谢。最后，感谢所有为本书编写提供支持与帮助的专家学者、同行教师以及出版社的编辑团队。由于编者水平有限，书中难免存在错误与疏漏，恳请广大读者提出宝贵意见，以便我们不断完善和改进。
编者
2025年3月于重庆大学
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