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前言 4

绪论 1

第1章 电力半导体器件 4

1.1 概述 4

1.1.1 电力半导体器件 4

1.1.2 电力半导体器件的发展历程与趋势 4

1.1.3 电力半导体器件的分类 5

1.2 二极管 6

1.2.1 电力整流器件 6

1.2.2 快恢复二极管 9

1.2.3 肖特基二极管 10

1.3 晶闸管 11

1.3.1 普通晶闸管 11

1.3.2 双向晶闸管 16

1.3.3 光控晶闸管 16

1.4 可关断器件 17

1.4.1 栅极可关断晶闸管 17

1.4.2 巨型晶体管 20

1.4.3 功率场效应晶体管 24

1.4.4 绝缘栅双极型晶体管 31

1.4.5 门极换流晶闸管 34

本章小结 35

思考题 36

第2章 AC-DC变换电路 37

2.1 概述 37

2.2 不控整流电路 38

2.2.1 单相半波不控整流电路 39

2.2.2 两相半波不控整流电路 40

2.2.3 单相桥式不控整流电路 40

2.2.4 三相半波不控整流电路 41

2.2.5 三相桥式不控整流电路 42

2.2.6 不控整流电路输出电压的谐波分析 44

2.3 单相可控整流电路 48

2.3.1 单相桥式全控整流电路 48

2.3.2 单相桥式半控整流电路 55

2.4 三相可控整流电路 56

2.4.1 三相半波可控整流电路 57

2.4.2 三相桥式全控整流电路 60

2.5P WM整流电路 65

2.5.1 PWM整流电路分类与结构 65

2.5.2 PWM整流电路基本控制原理 68

本章小结 72

思考题 73

第3章 DC-DC变换电路 75

3.1 概述 75

3.2 单管非隔离变换电路 78

3.2.1 Buck变换器 78

3.2.2 Boost变换器 82

3.2.3 升降压式变换器 86

3.2.4 种基本拓扑的比较 87

3.3 单管隔离式变换电路 87

3.3.1 单端反激变换器 87

3.3.2 单端正激变换器 90

3.4 多管变换电路 91

3.4.1 推挽变换器 91

3.4.2 半桥变换器 93

3.4.3 全桥变换器 94

3.4.4 隔离式DC-DC PWM变换器比较 95

3.5 双向DC-DC变换器 95

3.6 软开关变换器 98

3.6.1 准谐振变换器 98

3.6.2 ZVS-PWM和ZCS-PWM变换器 100

3.6.3 ZT-PWM变换器 101

3.6.4 移相控制全桥变换器 102

3.6.5 有源钳位软开关变换器 103

3.6.6 广义软开关PWM技术 104

本章小结 104

思考题 105

第4章 DC-AC变换电路 107

4.1 概述 107

4.2 电压型DC-AC变换电路 109

4.2.1 电压型单相逆变电路 109

4.2.2 电压型三相全桥式逆变电路 112

4.3 电流型DC-AC变换电路 115

4.3.1 电流型单相桥式逆变电路 115

4.3.2 电流型三相桥式逆变电路 116

4.4 谐振式逆变电路 118

4.4.1 电压型串联谐振逆变电路 119

4.4.2 电流型并联谐振逆变电路 120

4.5 DC-AC变换的多重化技术 123

4.5.1 电压型逆变器的多重化 123

4.5.2 电流型逆变器的多重化 125

4.5.3 多电平逆变器 127

4.6 变频器 130

4.6.1 变频器的构成及基本功能 130

4.6.2 变频器调速的基本控制原理 132

4.7 软开关技术在DC-AC变换中的应用 134

本章小结 136

思考题 137

第5章 开关管的驱动、缓冲和保护电路 138

5.1 概述 138

5.2 驱动电路 139

5.2.1 晶闸管的触发电路 139

5.2.2 双极性晶体管的驱动 140

5.2.3 MOSFET和IGBT的驱动 142

5.2.4 驱动电路中的隔离技术 143

5.3 缓冲电路 144

5.3.1 RCD关断缓冲电路 144

5.3.2 RLD开通缓冲电路 147

5.3.3 组合缓冲电路 149

5.3.4 无损缓冲电路 149

5.4 保护电路 151

5.4.1 过电流保护 151

5.4.2 过电压保护 151

5.4.3 过热保护 151

本章小结 152

思考题 152

第6章 脉冲宽度调制技术 154

6.1 概述 154

6.2 正弦PWM 154

6.2.1 SPWM原理 154

6.2.2 SPWM波形的生成方法 155

6.2.3 SPWM波形的软件生成方法 159

6.2.4 SPWM波形的电子电路生成方法 161

6.2.5 SPWM波形的谐波分析 162

6.2.6 SPWM模式优化技术 165

6.3 空间矢量脉宽调制 167

6.4 跟踪型PWM 170

6.4.1 单相电流跟踪型PWM 170

6.4.2 三相电流跟踪型PWM 170

6.5 减小谐波的措施 1

本章小结 173

思考题 174

第7章 电力电子控制 175

7.1 概述 175

7.2 电力电子变换的理论基础 175

7.2.1 开关函数及其应用 175

7.2.2 坐标变换 177

7.2.3 状态空间平均法 180

7.2.4 频域模型 182

7.3 电压与电流的闭环控制 183

7.3.1 单闭环控制 184

7.3.2 双闭环控制 189

7.4 数字控制系统 193

7.4.1 数字控制系统简介 193

7.4.2 数字控制系统的构成 193

7.4.3 数字控制系统的处理器 194

本章小结 196

思考题 197

第8章 磁元件 198

8.1 概述 198

8.2 高频磁心的基本特性和参数 198

8.3 磁材料 201

8.4 磁心的工作状态 203

8.4.1 双向对称磁化 2

8.4.2 单向磁化 204

8.4.3 单向局部磁化 205

8.5 功率变压器和电感 206

8.5.1 变压器的激磁电感与漏电感 206

8.5.2 电感 206

8.5.3 变压器和电感的设计 207

本章小结 207

思考题 207

参考文献 208