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第1章 概述1

1.1 电力电子技术的发展1

1.1.1 电力电子器件的发展1

1.1.2 电力电子电路及其控制技术的发展5

1.2 电力电子技术的应用领域8

1.3 课程性质与学习方法12

第2章 电力电子器件13

2.1 电力电子器件的基本模型13

2.1.1 电力电子器件的基本模型与特性13

2.1.2 电力电子器件的种类14

2.2 电力二极管15

2.2.1 电力二极管及其工作原理15

2.2.2 电力二极管的特性与参数17

2.3 晶闸管20

2.3.1 晶闸管及其工作原理20

2.3.2 晶闸管的特性与主要参数23

2.3.3 晶闸管的派生器件30

2.4 可关断晶闸管33

2.4.1 可关断晶闸管及其工作原理33

2.4.2 可关断晶闸管的特性与主要参数34

2.5.1 电力晶体管及其工作原理36

2.5 电力晶体管36

2.5.2 电力晶体管的特性与主要参数38

2.6 电力场效晶体管41

2.6.1 电力场效晶体管及其工作原理42

2.6.2 电力场效晶体管的特性与主要参数43

2.7 绝缘栅双极型晶体管47

2.7.1 绝缘栅双极型晶体管及其工作原理47

2.7.2 绝缘栅双极型晶体管的特性与主要参数48

2.8.1 静电感应晶体管51

2.8 其他新型电力电子器件51

2.8.2 静电感应晶闸管53

2.8.3 MOS控制晶闸管54

2.8.4 集成门极换流晶闸管56

2.8.5 功率模块与功率集成电路57

2.9 电力电子器件的驱动与保护61

2.9.1 驱动电路62

2.9.2 保护电路70

2.9.3 缓冲电路72

2.9.4 散热系统74

思考题与习题75

第3章 直流变换电路78

3.1 直流变换电路的工作原理78

3.2 降压变换电路79

3.3 升压变换电路83

3.4 升降压变换电路87

3.5 库克变换电路89

3.6.1 反激式变换器92

3.6 带隔离变压器的直流变换器92

3.6.2 正激式变换器93

3.6.3 推挽式变换器94

3.6.4 半桥式变换器95

3.6.5 全桥变换电路96

3.7 直流变换电路的PWM控制技术97

3.7.1 直流PWM控制的基本原理98

3.7.2 直流变换电路的PWM控制技术98

思考题与习题101

4.1 逆变器的性能指标与分类102

4.1.1 逆变器的性能指标102

第4章 逆变电路102

4.1.2 逆变电路的分类103

4.2 电力器件的换流方式与逆变电路的工作原理104

4.2.1 电力器件的换流方式104

4.2.2 逆变电路的工作原理105

4.3 电压型逆变电路106

4.3.1 电压型单相半桥逆变电路106

4.3.2 电压型单相全桥逆变电路108

4.3.3 电压型三相桥式逆变电路110

4.3.4 电压型逆变电路的特点113

4.4.1 电流型单相桥式逆变电路114

4.4 电流型逆变电路114

4.4.2 电流型三相桥式逆变电路115

4.4.3 电流型逆变电路的特点116

4.5 逆变器的SPWM控制技术116

4.5.1 SPWM控制的基本原理116

4.5.2 单极性SPWM控制方式118

4.5.3 双极性SPWM控制方式119

4.5.4 三相桥式逆变电路的SPWM控制120

4.5.5 SPWM控制的逆变电路的优点121

4.6.1 并联谐振式逆变电路122

4.6 负载换流式逆变电路122

4.6.2 串联谐振式逆变电路124

思考题与习题125

第5章 整流电路127

5.1 整流器的性能指标128

5.2 单相相控整流电路129

5.2.1 单相半波相控整流电路129

5.2.2 单相桥式相控整流电路135

5.2.3 单相桥式半控整流电路143

5.3 三相相控整流电路145

5.3.1 三相半波相控整流电路146

5.3.2 三相桥式相控整流电路150

5.4 大容量相控整流电路158

5.5 相控整流电路的换相压降162

5.6 整流电路的谐波分析165

5.6.1 m脉波相控整流输出电压通用公式165

5.6.2 单相和三相桥式相控整流电压的谐波分析167

5.7 有源逆变电路170

5.7.1 有源逆变的工作原理170

5.7.2 三相半波有源逆变电路172

5.7.3 三相桥式有源逆变电路173

5.7.4 有源逆变最小逆变角βmin的限制173

5.8 晶闸管相控电路的驱动控制174

5.8.1 对触发电路的要求175

5.8.2 晶闸管触发电路176

5.8.3 触发脉冲与主电路电压的同步185

5.9 PWM整流电路188

5.9.1 PWM整流电路的工作原理189

5.9.2 PWM整流电路的控制方法192

思考题与习题194

第6章 交流变换电路197

6.1 交流调压电路197

6.1.1 单相交流调压电路198

6.1.2 三相交流调压电路203

6.2 交流调功电路206

6.3 交流电力电子开关207

6.4 交-交变频电路209

6.4.1 单相输出交-交变频电路209

6.4.2 三相输出交-交变频电路212

6.4.3 交-交变频电路输出频率上限的限制213

6.4.4 交-交变频器的优缺点214

思考题与习题214

第7章 软开关技术215

7.1 软开关的基本概念216

7.1.1 软开关及其特点216

7.1.2 软开关的分类217

7.2 基本的软开关电路218

7.2.1 准谐振变换电路218

7.2.2 零开关PWM变换电路224

7.2.3 零转换PWM变换电路229

思考题与习题233

第8章 电力电子装置234

8.1 开关电源235

8.1.1 开关电源的工作原理235

8.1.2 开关电源的应用237

8.2 有源功率因数校正240

8.2.1 有源功率因数校正的工作原理241

8.2.2 PFC集成控制电路UC3854及其应用242

8.3.1 UPS的分类244

8.3 不间断电源244

8.3.2 UPS电源中的整流器245

8.3.3 UPS电源中的逆变器247

8.3.4 UPS的静态开关248

8.4 静止无功补偿装置249

8.4.1 晶闸管控制电抗器（TCR）250

8.4.2 晶闸管投切电容（TSC）251

8.4.3 静止无功发生器（SVG）255

8.5 变频调速装置256

8.5.2 变频调速装置的分类257

8.5.1 变频调速的基本控制方式257

8.5.3 SPWM变频调速装置259

8.6 电力电子系统可靠性概述260

8.6.1 可靠性的基本概念260

8.6.2 常用的可靠性指标261

8.6.3 电磁兼容性概述263

思考题与习题265

部分习题参考答案266

附录 常用电力电子器件型号及参数268

参考文献280