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绪论1

第1章 不可控电力电子器件5

1.1 电力二极管的功能、分类与电路符号6

1.1.1 电力二极管的功能6

1.1.2 电力二极管的符号6

1.1.3 电力二极管的分类6

1.2 电力二极管的参数与标识7

1.2.1 电力二极管的命名与标识方法7

1.2.2 电力二极管的参数8

1.3 电力二极管的特性8

1.3.1 电力二极管的伏安特性8

1.3.2 电力二极管的开关特性8

1.4 电力二极管的结构与作用9

1.4.1 电力二极管结构9

1.4.2 电力二极管的作用10

1.5 电力二极管模块10

1.5.1 电力二极管模块的主要参数10

1.5.2 单、双二极管模块10

1.6 其他电力二极管11

1.6.1 快恢复二极管11

1.6.2 肖特基二极管12

1.7 电力二极管的选用原则12

1.8 电力二极管的检测12

1.9 散热措施13

1.9.1 散热的原理与重要性13

1.9.2 电力二极管散热器及其安装13

第2章 半控型元件15

2.1 晶闸管的功能、分类与电路符号16

2.1.1 晶闸管的功能16

2.1.2 晶闸管的符号16

2.1.3 晶闸管的分类16

2.2 晶闸管的参数与标识16

2.2.1 晶闸管的命名与标识方法16

2.2.2 晶闸管的参数17

2.3 晶闸管的静态特性与动态特性18

2.3.1 晶闸管的静态特性18

2.3.2 晶闸管的动态特性19

2.4 晶闸管的结构与作用19

2.4.1 晶闸管的结构19

2.4.2 晶闸管的作用20

2.5 其他半控型器件20

2.5.1 快速晶闸管20

2.5.2 双向晶闸管21

2.5.3 光控晶闸管22

2.5.4 逆导晶闸管22

2.5.5 静电感应晶闸管23

2.5.6 MOS控制晶闸管23

2.5.7 普通晶闸管与GTO的区别24

2.6 晶闸管的触发电路24

2.6.1 对触发电路的基本要求24

2.6.2 触发电路的形式25

2.6.3 单结晶体管触发电路26

2.6.4 集成化触发电路26

2.7 半控型器件的选用原则与检测28

2.7.1 半控型器件的选用28

2.7.2 半控型器件的检测28

第3章 全控型元件31

3.1 绝缘栅双极晶体管的功能、分类与电路符号32

3.1.1 绝缘栅双极晶体管的功能32

3.1.2 绝缘栅双极晶体管的符号32

3.1.3 绝缘栅双极晶体管的分类32

3.2 绝缘栅双极晶体管的参数与标识32

3.2.1 绝缘栅双极晶体管的命名与标识方法32

3.2.2 绝缘栅双极晶体管的参数33

3.3 绝缘栅双极晶体管的特性与作用33

3.3.1 绝缘栅双极晶体管的结构特性33

3.3.2 绝缘栅双极晶体管的作用35

3.4 其他全控型元件35

3.4.1 门极可断晶闸管35

3.4.2 电力晶体管36

3.4.3 电力MOS场效应管39

3.4.4 静电感应晶体管41

3.4.5 双极型静电感应晶体管41

3.4.6 电子注入增强栅晶体管42

3.4.7 绝缘栅双极晶体管与电力GTR、电力MOSFET的区别42

3.5 门极控制技术43

3.5.1 栅极电压的选择43

3.5.2 几种典型IGBT栅极驱动方式43

3.5.3 IGBT的保护43

3.6 门极驱动特性44

3.6.1 栅极驱动电压44

3.6.2 对电源的要求44

3.6.3 对驱动功率的要求44

3.6.4 栅极电阻及栅极布线要求44

3.6.5 隔离问题45

3.7 门极控制信号波形分析45

3.8 门极驱动型式45

3.8.1 脉冲变压器驱动电路45

3.8.2 光耦隔离驱动电路46

3.9 绝缘栅双极晶体管的选用原则与检测47

第4章 电力电子器件保护与驱动电路49

4.1 晶闸管（SCR）的保护、缓冲电路与驱动电路50

4.1.1 晶闸管（SCR）的保护电路50

4.1.2 过电流保护54

4.1.3 晶闸管的串联、并联57

4.1.4 晶闸管的缓冲电路59

4.1.5 晶闸管的门极驱动电路63

4.2 GTR的驱动与保护电路65

4.2.1 GTR驱动电路的设计原则65

4.2.2 基极驱动电路的基本形式67

4.2.3 过电流的检测与保护74

4.3 GTR的缓冲电路77

4.3.1 概述77

4.3.2 耗能式缓冲电路78

4.3.3 馈能式缓冲电路81

4.3.4 无缓冲技术81

4.4 功率场效应晶体管（Power MOSFET）栅极驱动与保护电路83

4.4.1 栅极驱动特性84

4.4.2 栅极驱动电路86

4.4.3 功率场效应晶体管并联应用94

4.4.4 使用中的保护措施94

4.5 门关断晶闸管（GTO）的缓冲电路95

4.5.1 缓冲电路的工作原理96

4.5.2 缓冲电路的作用98

4.5.3缓冲电路的参数估算与安装工艺99

4.6 GTO的过电流保护电路100

4.6.1 过电流的产生与GTO的过电流特性100

4.6.2 状态识别过电流保护法101

4.6.3 桥臂互锁保护法103

4.6.4 逆变器的过电流保护104

4.6.5 门极电路的过电流保护107

第5章 电力电子器件典型电路及其应用109

5.1 整流电路110

5.1.1 单相半波晶闸管可控整流电路110

5.1.2 单相全波晶闸管可控整流电路116

5.1.3 单相桥式晶闸管全控整流电路118

5.1.4 二相零式晶闸管整流电路125

5.1.5 二相式晶闸管整流电路125

5.1.6 三相可控整流电路125

5.1.7 多重化整流电路137

5.2 斩波电路139

5.2.1 DC-DC变换的基本控制方式139

5.2.2 基本DC变换器141

5.2.3 晶闸管斩波器154

5.2.4 桥式可逆斩波器158

5.3 交流变换电路161

5.3.1 交流电力电子开关161

5.3.2 交流调压电路165

5.4 逆变电路174

5.4.1 单相逆变器174

5.4.2 三相逆变器178

第6章 新型的电力电子器件模块193

6.1 概述194

6.2 半导体二极管模块194

6.2.1 半导体二极管模块的主要参数194

6.2.2 单、双二极管模块195

6.2.3 单相全桥二极管整流模块197

6.2.4 三相半桥二极管整流模块199

6.2.5 三相全桥二极管整流模块200

6.3 高压集成电路201

6.4 智能功率集成电路203

6.5 晶闸管模块211

6.5.1 晶闸管模块的主要参数212

6.5.2 普通单、双晶闸管模块212

6.5.3 普通晶闸管／整流管模块214

6.5.4 单相半控桥晶闸管模块和单相全控桥晶闸管模块216

6.5.5 单相半控桥＋整流管模块和单相全控桥＋整流管模块218

6.5.6 本相半控桥晶闸管模块和三相全控桥晶闸管模块221

6.5.7 三相半控桥＋整流管模块和三相全控桥＋整流管模块221

6.6 固态继电器223

6.7 恒流恒压控制模块应用225

第7章 电力电子装置及应用229

7.1 开关电源230

7.1.1 直流稳压电源概述230

7.1.2 开关电源的设计231

7.2 不间断电源235

7.3 静止无功补偿装置239

7.3.1 晶闸管控制电抗器239

7.3.2 晶闸管投切电容器240

7.3.3 静止无功发生器240

7.4 电力储能系统241

7.5 电力电子器件的发热与散热245

7.5.1 电力电子器件的发热246

7.5.2 电力电子器件的散热247

7.6 电力电子技术在可再生能源中的应用250

7.6.1 电力电子技术在光电电力系统中的应用251

7.6.2 电力电子技术在风力电力系统中的应用254

7.7 柔性交流输电系统257

参考文献259