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绪论 1

第1章　功率二极管、晶闸管及单相整流电路 7

1.1　功率二极管 7

1.1.1　功率二极管的结构和工作原理 7

1.1.2　功率二极管的伏安特性 7

1.1.3　功率二极管的主要参数 7

1.1.4　功率二极管的其他类型 8

1.2　晶闸管 9

1.2.1　晶闸管的结构 9

1.2.2　晶闸管的工作原理 10

1.2.3　晶闸管的特性 11

1.2.4　晶闸管的主要参数 12

1.3　晶闸管的其他派生元件 15

1.3.1　快速晶闸管（FST） 15

1.3.2　双向晶闸管（TRIAC） 15

1.3.3　逆导晶闸管（RCT） 16

1.3.4 光控晶闸管（LATT） 17

1.4　晶闸管单相可控整流电路 18

1.4.1　可控整流电路的分类和主要研究内容 18

1.4.2　单相可控整流电路 19

1.5　晶闸管的门极驱动及简易触发电路 33

1.5.1　晶闸管的门极驱动 33

1.5.2　晶闸管的简易移相触发电路 34

1.6　实训 38

1.6.1　功率二极管的型号和选择原则 38

1.6.2　晶闸管的型号、选择原则和简单测试 39

1.6.3　双向晶闸管的型号、选择原则和简单测试 42

1.6.4　单结晶体管的简单测试 43

1.6.5　单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路实训 43

1.7　思考题与习题 45

第2章 晶闸管三相整流电路、触发电路与工程计算 47

2.1　三相半波可控整流电路 47

2.1.1　三相半波可控整流电路（电阻性负载） 47

2.1.2　三相半波可控整流电路（阻感性负载） 50

2.1.3　三相半波共阳极可控整流电路 51

2.2　三相全控桥式整流电路 52

2.2.1　三相全控桥式整流电路（电阻性负载） 52

2.2.2　三相全控桥式整流电路（阻感性负载） 55

2.3　变压器漏抗对整流电路的影响 57

2.4　晶闸管触发电路 59

2.4.1　晶闸管对触发电路的要求 59

2.4.2　同步信号为锯齿波的触发电路 59

2.4.3　集成触发电路 63

2.4.4　触发电路的定相 68

2.5　整流器的工程计算及调试 69

2.5.1　整流器工程计算的基本内容 70

2.5.2　整流器的电参数计算 72

2.5.3　整流器的保护 80

2.6　实训 88

2.6.1　整流电路工程计算练习 88

2.6.2　晶闸管整流器运行调试 92

2.6.3　锯齿波同步移相触发电路调试实训 96

2.7　思考题与习题 97

第3章　全控型电力电子器件 99

3.1 门极可关断晶闸管（GTO） 99

3.1.1 GTO的结构和工作原理 99

3.1.2 GTO的特性和主要参数 100

3.1.3 GTO的驱动信号和驱动电路 101

3.1.4 GTO的缓冲电路 102

3.2　电力晶体管（GTR） 103

3.2.1 GTR的结构与工作原理 103

3.2.2 GTR的特性与主要参数 103

3.2.3 GTR的二次击穿与安全工作区 105

3.2.4 GTR的驱动信号和驱动电路 106

3.2.5 GTR的缓冲电路 106

3.2.6 GTR的保护电路 107

3.3　功率场效应晶体管（P-MOSFET） 108

3.3.1 P-MOSFET的结构和工作原理 108

3.3.2 P-MOSFET的特性和参数 109

3.3.3 P-MOSFET对驱动信号的要求和驱动电路 111

3.3.4 P-MOSFET的缓冲电路和保护电路 112

3.4　绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 113

3.4.1　IGBT的结构和工作原理 113

3.4.2　IGBT的特性与参数 114

3.4.3　IGBT的掣住效应与安全工作区 116

3.4.4 IGBT对驱动信号的要求和驱动电路 117

3.4.5　IGBT的驱动保护电路 118

3.5　其他新型电力电子器件 119

3.5.1 MOS控制晶闸管（MCT） 119

3.5.2　集成门极换流晶闸管（IGCT） 120

3.5.3　功率模块与功率集成电路 121

3.5.4　静电感应晶体管（SIT） 121

3.5.5　静电感应晶闸管（SITH） 122

3.6　思考题与习题 123

第4章　交流调压与直流斩波 124

4.1　交流调压的概念和交流调压电路 124

4.1.1　单相交流调压电路 124

4.1.2　三相交流调压电路 127

4.1.3　晶闸管交流调功器和交流开关 132

4.2　晶闸管交流调压应用电路 133

4.2.1　晶闸管交流调压器应用电路 133

4.2.2　晶闸管交流调功器应用电路 134

4.2.3　晶闸管交流开关应用电路 135

4.2.4　晶闸管交流调压应用实例 137

4.3　基本直流变换 138

4.3.1　降压式直流斩波电路（Buck Chopper） 138

4.3.2　升压式直流斩波电路（Boost Chopper） 139

4.3.3　升降压式直流斩波电路（Boost-Buck Chopper） 140

4.3.4 Cuk直流斩波电路 141

4.3.5　全桥式直流-直流斩波电路 142

4.3.6　软开关的基本概念 143

4.4　实训——三相交流调压电路实训 145

4.5　思考题与习题 146

第5章　有源逆变与变频电路 148

5.1　逆变的概念 148

5.2　有源逆变电路 148

5.2.1　单相双半波有源逆变电路 148

5.2.2　逆变失败与最小逆变角的限制 150

5.2.3　有源逆变的应用——两组晶闸管反并联时电动机的可逆运行 152

5.3　无源逆变（变频）电路 153

5.3.1　变频概述及变频器的种类 153

5.3.2　交-交变频电路 155

5.3.3　交-直-交变频电路 159

5.4　正弦波脉宽调制（SPWM）变频器 171

5.5　实训——三相桥式全控整流及有源逆变电路实训 181

5.6　思考题与习题 182

第6章 电力电子的MATLAB仿真 184

6.1 MATLAB/Simulink/Power System工具箱及应用简介 184

6.1.1 Simulink工具箱简介 184

6.1.2 Power System工具箱简介 186

6.1.3 Simulink/Power System的模型窗口 189

6.1.4 Simulink/Power System模块的基本操作 192

6.1.5 Simulink/Power System系统模型的操作 195

6.1.6 Simulink/Power System子系统的建立 196

6.1.7 Simulink/Power System系统的仿真 197

6.2　典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例 200

6.2.1　晶闸管的仿真模型及仿真实例 200

6.2.2 GTO的仿真模型及仿真实例 203

6.2.3 IGBT的仿真模型及仿真实例 207

6.2.4 MOSFET的仿真模型及仿真实例 209

6.3　电力电子变流器中典型环节的仿真模型 212

6.3.1 同步6脉冲触发器的仿真模型 212

6.3.2 PWM发生器的仿真模型 213

6.3.3　通用变流器桥的仿真模型 216

6.4　典型电力电子变流装置的应用仿真 217

6.4.1 晶闸管三相桥式整流器及应用仿真 217

6.4.2　晶闸管交流调压器及应用仿真 218

6.4.3　晶闸管有源逆变器的仿真 221

6.4.4 IGBT构成的直流-直流变换器的应用仿真 226

参考文献 230