商品簡介
作者簡介
夏鯤，工學博士、教授。上海理工大學創新創業學院副院長、公共實驗中心副主任，上海市大學生科技創業基金上海理工大學分委會主任；中國電工技術學會自動化及計算機應用專委會委員、小功率電機專委會委員，中國電源學會新能源電能變換技術專委會委員；新加坡國立大學訪問學者。研究方向包括高效電力電子設備及其故障檢測技術、精密電機控制和測量技術、無人化工廠和物聯網技術等。多次擔任ICEMS、TENCON、APMRC等國際會議分會場主席。擔任中國研究生電子設計競賽全國評委、上海賽區組委會委員，中國研究生移動終端競賽全國評委，嵌入式暨智能互聯大賽全國評委等。獲上海市育才獎、浙江省科技進步三等獎、上海市科技進步三等獎。指導學生獲獎如下：全國大學生電子設計競賽一等獎3項、二等獎7項，上海市特等獎TI杯1項、一等獎14項；“挑戰杯”全國大學生課外學生科技作品競賽二等獎、三等獎；第五屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽高教主賽道金獎。
名人/編輯推薦
1.這是一本基於全國大學生電子設計競賽的創新競賽輔導書，也是一本入門級的電力電子開發教材。
2.作者團隊中不乏歷屆全國大學生電子設計競賽全國一等獎、上海市TI杯獲得者。
3.全書圍繞作者團隊自主研發的X.Man電力電子開發套件展開，該開發套件將引領學習者進入一個全新的DIY式電力電子工程開發環境。
4.書中融合大量數字資源，讀者通過在線掃描書中二維碼，可免費獲取所涉及的軟件、代碼及視頻教程。
5.書中所涉及部分案例改編自歷屆全國大學生電子設計競賽真題，本書案例均為學習者提供了完整的硬體設計方案及詳細注釋的原始程式碼。
6.本書列入“應用型本科規劃教材∣電氣工程及其自動化”叢書。叢書前4分冊《電路原理》《電氣工程技術實訓教程》《MATLAB與電力電子系統模擬》《電磁相容技術基礎教程》已出版。叢書第6分冊《電氣工程專業綜合專題實驗教程》也將於本年度出版，敬請關注。
序
自 20 世紀中葉半導體問世以來，全世界的現代電力電子技術正以令人矚目的速度發展，
也在改變著我國工業的整體面貌。同時，對社會的生產方式、人們的生活方式和思想觀念也產生了重大的影響。為了培養學生工程實踐素質、提高學生針對實際問題進行電子設計製作的能力，教育部和工信部共同發起了全國大學生電子設計競賽。該賽事是面向大學生的群眾性科技活動，有助於推動高等院校信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革。全國大學生
電子設計競賽自 1997 年開始每兩年舉辦一屆，截至 2019 年年底已成功舉辦 了 14 屆，成為大學生學術類競賽的標誌性賽事之一。
現代電力電子技術的蓬勃發展，衍生出了許多學習電力電子技術的開發產品。越來越多的套件、模組、開原始程式碼等不斷問世，創建複雜的電力電子工程從未像今天這般便捷。同時，全
國大學生電子設計競賽也受到了越發廣泛的關注，X.Man 正是由此衍生而出。這是 一款由上海理工大學現代電力電子實驗室自主研發的電力電子開發套件，它以模組化理念為核心，打造了一個全新的DIY 式電力電子工程開發環境。X.Man 電力電子開發套件不同於市面上其他常規電力電子開發平臺，它是針對高等院校本科電力電子教學而開發的輔助教學工具，是一座連接理論與實踐的"橋樑"，其功能基本覆蓋了本科電力電子教學的重點和難點，可促進學生的動手能力，起到了以練促學的作用。目前 X. Man 電力電子開發套件已在上海理工大學電氣工程及相關專業教學中被廣泛使用，尤其是在全國大學生電子設計競賽參賽團隊 中深受青睞。在使用該套件備賽的參賽團隊中，獲獎率高達 95%，其中國家獎獲獎率達 25%，未來將在上海市其他高校得到進一步推廣。X. Man 電力電子開發套件主要由核心開發板、液晶顯示幕和通用半橋板三大部分組成，同時搭載自主研發的多功能串 口示波器和多個常式，讓開發者可以根據實際開發需求，構建出屬於自己的電力電子開發平臺。
作為一本入門級的電力電子開發教材，本書以詳細介紹 X. Man 電力電子開發套件為主線，以電力電子技術為出發點，詳細講解了學習使用X.Man電力電子開發套件過程中可能遇到的各類問題，並提供了詳盡的案例及實戰代碼作為參考。本書的寫作初衷是從理論出發，使讀者掌握各種紛繁複雜電路背後的本質，以不變 應萬變，從而讓電力電子技術初學者快速入門;讓電力電子技術開發者擁有模組化的電力電子開發平臺;讀者通過使用X. Man電力電子開發套件，掌握電力電子技術相關知識，為以後的學習打下良好的實戰基礎，以迎接未來電力電子行業的更新換代。
適合閱讀本書的讀者包括以下幾類∶
1.研究電力電子及其相關領域的在校學生
本書擁有翔實的案例、注釋詳盡的代碼，可以幫助讀者通過X.Man學習電力電子技術相關知識、撰寫論文、通過畢業設計和完成科研項目等。同時，本書也適合作為高等院校電力電子專業教程及實驗教程的教學用書。
2.初次接觸電力電子開發、有一定 C/C十＋程序設計基礎和電力電子元器件基礎的初學者作為一本定位為快速入門電力電子開發的教程，本書讀者僅需要具備一些對電力電子器件的基礎認知以及基本掌握C/C十十程序設計語言。
3. 想擁有一本全面的入門級電力電子技術開發工具書的電力電子技術開發愛好者本書從基本的硬體佈局、軟件編寫到綜合性的功能應用均有詳細的教程化講解，更配有拓展性的研發啟示，便於讀者全面瞭解電力電子技術開發的過程或進行專項研究。
4.全國大學生電子設計競賽電源類參賽者
本書所涉及的部分案例改編自歷屆全國大學生電子設計競賽真題。編寫團隊中不乏歷屆全國大學生電子設計競賽全國一等獎、上海市TI杯獲得者。本書案例均為讀者提供了完整的硬體設計方案及詳細注釋的原始程式碼。期待本書會成為讀者備賽過程中的良師益友。
X.Man由袁印設計構思，由唐天賜、毛崢、李涵進行實驗。在本書的編寫過程中，本人負責全書主要統稿，X.Man 的開發者袁印及其設計團隊則給予了大量技術支援。在這裡要感謝
毛崢對全書框架的擬定;感謝唐天賜對書中每一項實驗資料的細心調試和確定;感謝李雪庸、許頗輔助統稿;感謝王晗鈺、李涵、黃劍光、袁慶慶、簡欽、張子涵、李翔、謝明、袁帥等人的協助，他們參與了書中圖片的拍攝和製作工作。同時，還要感謝上海理工大學現代電力電子實驗室對此項目提供的大力支持，書中的所有程式均在現代電力電子實驗室的電力電子套件樣板上調試通過。
由於作者水準有限及時間倉促，書中難免存在錯誤和不當之處，懇請讀者批評斧正。如有需要拓展相關知識，以及需要諮詢或交流本書所述電力電子開發套件事宜的讀者，可發送郵件到 new_energy@usst. edu. cn，以做進一步探討。
夏鯤
2021年4月於上海理工大學
目次
第1章 硬體平臺
1.1 X.Man硬體平臺簡介
1.1.1 核心開發板簡介
1.1.2 液晶顯示幕簡介
1.1.3 通用半橋板簡介
1.2 X.Man硬體平臺詳解
1.2.1 核心開發板詳解
1.2.2 液晶顯示幕詳解
1.2.3 通用半橋板詳解
第2章 軟件平臺
2.1 系統架構
2.2 軟件工程架構
2.2.1 X.Man工程的檔組織結構
2.2.2 X.Man工程的軟件組織結構
2.3 應用程式編寫指南
2.4 應用程式下載指南
2.4.1 應用程式下載步驟
2.4.2 應用程式下載技巧
2.5 功能表調試指南
2.5.1 功能表程式接口功能介紹
2.5.2 功能表接口及功能設計
2.5.3 顯示幕按鍵功能介紹
2.5.4 紅外遙控器按鍵功能介紹
2.6 串口示波器軟件簡介
第3章 系統檢測實驗
3.1 燒寫程式
3.2 實驗結果
第4章 基礎電路
4.1 半橋電路
4.2 電壓採樣電路
4.3 電流採樣電路
第5章 降壓斬波電路
5.1 降壓斬波電路理論分析
5.2 降壓斬波電路實驗程式分析
5.3 降壓斬波電路實驗過程
5.4 降壓斬波電路實驗結果及分析
第6章 升壓斬波電路
6.1 升壓斬波電路理論分析
6.2 升壓斬波電路實驗程式分析
6.3 升壓斬波電路實驗過程
6.4 升壓斬波電路實驗結果及分析
第7章 升降壓斬波電路
7.1 升降壓斬波電路理論分析
7.2 升降壓斬波電路實驗程式分析
7.3 升降壓斬波電路實驗過程
7.4 升降壓斬波電路試驗結果及分析
7.5 全國大學生電子設計競賽真題設計指標參考
第8章 直流電子負載
8.1 直流電子負載理論分析
8.2 直流電子負載實驗程式分析
8.3 直流電子負載實驗過程
8.4 直流電子負載實驗結果及分析
第9章 單相逆變電路
9.1 單相逆變電路理論分析
9.1.1 半橋逆變電路
9.1.2 全橋逆變電路
9.2 單相逆變電路實驗程式分析
9.3 單相逆變電路實驗過程
9.4 單相逆變電路實驗結果及分析
第10章 三相逆變電路
10.1 三相逆變電路理論分析
10.2 三相逆變電路實驗程式分析
10.3 三相逆變電路實驗過程
10.4 三相逆變電路實驗結果及分析
lO.5 全國大學生電子設計競賽真題設計指標參考
第11章 直流電源均流電路
11.1 直流電源均流電路理論分析
11.2 直流電源均流電路實驗程式分析
11.3 直流電源均流電路實驗過程
11.4 直流電源均流電路實驗結果及分析
11.5 全國大學生電子設計競賽真題設計指標參考
第12章 交流電源均流電路
12.1 單相交流電源均流電路
12.1.1 單相交流電源均流電路理論分析
12.1.2 單相交流電源均流電路實驗程式分析
12.1.3 單相交流電源均流電路實驗過程
12.1.4 單相交流電源均流電路實驗結果及分析
12.2 三相交流電源均流電路
12.2.1 三相交流電源均流電路理論分析
12.2.2 三相交流電源均流電路實驗程式分析
12.2.3 三相交流電源均流電路實驗過程
12.2.4 三相交流電源均流電路實驗結果及分析
12.2.5 全國大學生電子設計競賽真題設計指標參考
第13章 功率因數校正電路
13.1 單相交流功率因數校正電路
13.1.1 單相交流功率因數校正電路概述
13.1.2 單相交流功率因數校正電路理論分析
13.1.3 單相交流功率因數校正電路實驗程式分析
13.1.4 單相交流功率因數校正電路實驗過程
13.1 _5 單相交流功率因數校正電路實驗結果及分析
13.2 三相交流功率因數校正電路
13.2.1 三相交流功率因數校正電路理論分析
13.2.2 三相交流功率因數校正電路實驗程式分析
13.2.3 三相交流功率因數校正電路實驗過程
13.2.4 三相交流功率因數校正電路實驗結果及分析
13.2.5 全國大學生電子設計競賽真題設計指標參考
第14章 綜合電路——微電網類比
14.1 微電網模擬實驗理論分析
14.2 微電網類比實驗程式分析
14.3 微電網模擬實驗過程
14.4 微電網模擬實驗結果及分析
第15章 串口示波器
15.1 串口示波器功能簡介
15.2 檔載人與匯出
15.2.1 文件載入
15.2.2 文件匯出
15.3 示波器接口
15.4 串口調試
15.5 波形顯示
15.6 數學運算
15.6.1 本地數學運算
15.6.2 MATLAB交互運算
15.7 應用舉例
15.7.1 測試開關電源效率
15.7.2 類比訊號發動機
15.7.3 滑動平均值濾波
15.7.4 採集局域網資料
15.7.5 採集公網資料
15.7.6 解析陣列資料包
15.7.7 分批更新資料包
參考文獻
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