自 20 世紀(jì)中葉半導(dǎo)體問(wèn)世以來(lái)，全世界的現(xiàn)代電力電子技術(shù)正以令人矚目的速度發(fā)展，也在改變著我國(guó)工業(yè)的整體面貌。同時(shí)，對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)方式、人們的生活方式和思想觀念也產(chǎn)生了重大的影響。為了培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力，教育部和工信部共同發(fā)起了全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。該賽事是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，有助于推動(dòng)高等院校信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽自 1997 年開(kāi)始每?jī)赡昱e辦一屆，截至 2019 年年底已成功舉辦 了 14 屆，成為大學(xué)生學(xué)術(shù)類競(jìng)賽的標(biāo)志性賽事之一。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，衍生出了許多學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。越來(lái)越多的套件、模塊、開(kāi)源代碼等不斷問(wèn)世，創(chuàng)建復(fù)雜的電力電子工程從未像今天這般便捷。同時(shí)，全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽也受到了越發(fā)廣泛的關(guān)注，X.Man 正是由此衍生而出。這是 一款由上海理工大學(xué)現(xiàn)代電力電子實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的電力電子開(kāi)發(fā)套件，它以模塊化理念為核心，打造了一個(gè)全新的DIY 式電力電子工程開(kāi)發(fā)環(huán)境。X.Man 電力電子開(kāi)發(fā)套件不同于市面上其他常規(guī)電力電子開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它是針對(duì)高等院校本科電力電子教學(xué)而開(kāi)發(fā)的輔助教學(xué)工具，是一座連接理論與實(shí)踐的"橋梁"，其功能基本覆蓋了本科電力電子教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可促進(jìn)學(xué)生的動(dòng)手能力，起到了以練促學(xué)的作用。目前 X. Man 電力電子開(kāi)發(fā)套件已在上海理工大學(xué)電氣工程及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中被廣泛使用，尤其是在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽參賽團(tuán)隊(duì) 中深受青睞。在使用該套件備賽的參賽團(tuán)隊(duì)中，獲獎(jiǎng)率高達(dá) 95%，其中國(guó)家獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)率達(dá) 25%，未來(lái)將在上海市其他高校得到進(jìn)一步推廣。X. Man 電力電子開(kāi)發(fā)套件主要由核心開(kāi)發(fā)板、液晶顯示屏和通用半橋板三大部分組成，同時(shí)搭載自主研發(fā)的多功能串 口示波器和多個(gè)例程，讓開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)實(shí)際開(kāi)發(fā)需求，構(gòu)建出屬于自己的電力電子開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
作為一本入門級(jí)的電力電子開(kāi)發(fā)教材，本書以詳細(xì)介紹 X. Man 電力電子開(kāi)發(fā)套件為主線，以電力電子技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，詳細(xì)講解了學(xué)習(xí)使用X.Man電力電子開(kāi)發(fā)套件過(guò)程中可能遇到的各類問(wèn)題，并提供了詳盡的案例及實(shí)戰(zhàn)代碼作為參考。本書的寫作初衷是從理論出發(fā)，使讀者掌握各種紛繁復(fù)雜電路背后的本質(zhì)，以不變 應(yīng)萬(wàn)變，從而讓電力電子技術(shù)初學(xué)者快速入門;讓電力電子技術(shù)開(kāi)發(fā)者擁有模塊化的電力電子開(kāi)發(fā)平臺(tái);讀者通過(guò)使用X. Man電力電子開(kāi)發(fā)套件，掌握電力電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)打下良好的實(shí)戰(zhàn)基礎(chǔ)，以迎接未來(lái)電力電子行業(yè)的更新?lián)Q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(guān)領(lǐng)域的在校學(xué)生
本書擁有翔實(shí)的案例、注釋詳盡的代碼，可以幫助讀者通過(guò)X.Man學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)、撰寫論文、通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)和完成科研項(xiàng)目等。同時(shí)，本書也適合作為高等院校電力電子專業(yè)教程及實(shí)驗(yàn)教程的教學(xué)用書。
2.初次接觸電力電子開(kāi)發(fā)、有一定 C/C十＋編程基礎(chǔ)和電力電子元器件基礎(chǔ)的初學(xué)者作為一本定位為快速入門電力電子開(kāi)發(fā)的教程，本書讀者僅需要具備一些對(duì)電力電子器件的基礎(chǔ)認(rèn)知以及基本掌握C/C十十編程語(yǔ)言。
3. 想擁有一本全面的入門級(jí)電力電子技術(shù)開(kāi)發(fā)工具書的電力電子技術(shù)開(kāi)發(fā)愛(ài)好者本書從基本的硬件布局、軟件編寫到綜合性的功能應(yīng)用均有詳細(xì)的教程化講解，更配有拓展性的研發(fā)啟示，便于讀者全面了解電力電子技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程或進(jìn)行專項(xiàng)研究。
4.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電源類參賽者
本書所涉及的部分案例改編自歷屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽真題。編寫團(tuán)隊(duì)中不乏歷屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國(guó)一等獎(jiǎng)、上海市TI杯獲得者。本書案例均為讀者提供了完整的硬件設(shè)計(jì)方案及詳細(xì)注釋的源代碼。期待本書會(huì)成為讀者備賽過(guò)程中的良師益友。
X.Man由袁印設(shè)計(jì)構(gòu)思，由唐天賜、毛崢、李涵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在本書的編寫過(guò)程中，本人負(fù)責(zé)全書主要統(tǒng)稿，X.Man 的開(kāi)發(fā)者袁印及其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)則給予了大量技術(shù)支持。在這里要感謝
毛崢對(duì)全書框架的擬定;感謝唐天賜對(duì)書中每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的細(xì)心調(diào)試和確定;感謝李雪庸、許頗輔助統(tǒng)稿;感謝王晗鈺、李涵、黃劍光、袁慶慶、簡(jiǎn)欽、張子涵、李翔、謝明、袁帥等人的協(xié)助，他們參與了書中圖片的拍攝和制作工作。同時(shí)，還要感謝上海理工大學(xué)現(xiàn)代電力電子實(shí)驗(yàn)室對(duì)此項(xiàng)目提供的大力支持，書中的所有程序均在現(xiàn)代電力電子實(shí)驗(yàn)室的電力電子套件樣板上調(diào)試通過(guò)。
由于作者水平有限及時(shí)間倉(cāng)促，書中難免存在錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)斧正。如有需要拓展相關(guān)知識(shí)，以及需要咨詢或交流本書所述電力電子開(kāi)發(fā)套件事宜的讀者，可發(fā)送郵件到 new_energy@usst. edu. cn，以做進(jìn)一步探討。
夏鯤
2021年4月于上海理工大學(xué)