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目录 1

第1章　绪论 1

1.1　电力电子技术及特点 1

1.2　电力电子技术的发展历史 2

1.3　电力电子技术的应用 5

1.4　电力电子技术的未来发展方向和前景 7

1.5　电力电子技术研究的内容 8

1.5.1　电力电子器件 8

1.5.2　电力电子变换器的主电路 9

1.5.3　电力电子变换的基本类型 9

1.5.4　电力电子电路的控制 11

1.6　教材使用说明 11

思考题与习题 12

第2章　电力电子器件与应用 13

2.1　概述 13

2.2　电力二极管 13

2.3.1　晶闸管的结构和工作原理 16

2.3　晶闸管及派生器件 16

2.3.2　晶闸管的基本特性 18

2.3.3　晶闸管的主要参数 20

2.3.4　晶闸管的门极驱动电路 23

2.3.5　晶闸管的保护 27

2.3.6　晶闸管的派生器件 29

2.4　电力双极型晶体管 35

2.4.1 电力晶体管的结构和工作原理 35

2.4.3　GTR的特性 36

2.4.2　GTR的类型 36

2.4.4　GTR的主要参数 37

2.4.5　GTR的驱动和保护电路 39

2.5　电力场效应晶体管 41

2.5.1　电力场效应管的结构和工作原理 42

2.5.2　电力场效应管的静态特性和主要参数 42

2.5.3　电力场效应管的动态特性和主要参数 43

2.5.4　电力场效应管的安全工作区 45

2.5.5　电力场效应管的驱动和保护 45

2.6.1 IGBT的结构和基本原理 47

2.6　绝缘栅双极型晶体管 47

2.6.2　IGBT的基本特性 48

2.6.3　擎住效应和安全工作区 49

2.6.4　IGBT的驱动电路 50

2.7　其他新型电力电子器件 54

2.7.1　静电感应晶体管SIT 54

2.7.2　静电感应晶闸管 55

2.7.3　MOS控制晶闸管 55

2.7.4　集成门极换流晶闸管 55

2.7.5　功率集成电路和智能功率模块 56

2.8　电力电子器件的缓冲电路和串并联 58

2.8.1　缓冲电路 58

2.8.2　电力电子器件的串并联 61

小结 63

思考题与习题 66

第3章　AC/DC变换技术 67

3.1　概述 67

3.1.1　整流电路的分类 67

3.1.3　整流电路的学习方法 68

3.1.2　相控整流电路一般结构 68

3.2　相控整流电路 69

3.2.1　单相可控整流电路 69

3.2.2　三相可控整流电路 82

3.2.3　变压器漏感对整流电路的影响 94

3.2.4　整流电路的谐波和功率因数 97

3.2.5　大功率可控整流电路 103

3.2.6　整流电路的有源逆变工作状态 110

3.3.1　相控整流电路设计流程 115

3.3　相控整流电路的设计方法 115

3.3.2　设计举例 116

3.4　PWM整流电路 118

3.4.1　PWM整流电路的基本原理 119

3.4.2　电压型单相PWM整流电路 123

3.4.3　电压型三相PWM整流电路 127

3.4.4　电压型PWM整流电路的控制 127

小结 129

思考题与习题 130

4.1　非隔离DC/DC变换电路 133

4.1.1　降压型电路 133

第4章　DC/DC变换技术 133

4.1.2　升压型电路 138

4.1.3　升降压型电路 143

4.1.4　库克型电路 144

4.1.5　Zeta型电路 147

4.1.6　Spice型电路 149

4.2　隔离DC/DC变换电路 151

4.2.1 正激电路 151

4.2.2　反激电路 154

4.2.3　推挽电路 157

4.2.4　半桥电路 159

4.2.5　全桥电路 161

4.3　DC/DC变换电路之间的关系 164

小结 165

思考题与习题 165

5.1.1　逆变电路的分类 167

5.1.2　DC/AC变换的工作原理 167

第5章　DC/AC变换技术 167

5.1　概述 167

5.1.3　逆变电路的换流方式 169

5.2　电压型逆变电路 169

6.1.1　相控单相交流调压电路 170

5.2.1　单相电压型逆变电路 170

5.2.2　三相电压型逆变电路 172

5.3　逆变电路的正弦脉宽控制技术 174

5.3.1　PWM控制的基本原理 174

5.3.2　SPWM调制技术 178

5.3.3　SPWM控制技术 179

5.3.4　PWM逆变电路的谐波分析 181

5.3.5　PWM逆变电路的多重化 182

5.3.6　PWM跟踪控制技术 184

小结 187

思考题与习题 187

第6章　AC/AC变换 189

6.1　交流调压电路 189

6.1.2　相控三相交流调压电路 195

6.1.3　斩波控制交流调压电路 199

6.2　交流电力控制电路 203

6.3　交-交变频电路 205

6.3.1　单相交-交变频电路 205

6.3.2　三相交-交变频电路 210

6.4　矩阵变频电路 214

小结 218

思考题与习题 218

第7章　软开关技术 220

7.1　软开关的基本概念及分类 220

7.1.1　硬开关和软开关 220

7.1.2　零电压开关和零电流开关 221

7.1.3　软开关电路的分类 222

7.2　典型的软开关电路 225

7.2.1　零电压开关准谐振电路 225

7.2.2　移相全桥型零电压开关PWM电路 227

7.2.3　零电压转换PWM电路 229

7.2.4　谐振直流环 232

小结 233

思考题及习题 234

8.1.1　直流稳压电源概述 235

第8章　电力电子装置及应用 235

8.1　开关电源 235

8.1.2　开关电源的设计 236

8.2　不间断电源 241

8.3　静止无功补偿装置 245

8.3.1　晶闸管控制电抗器 246

8.3.2　晶闸管投切电容器 247

8.3.3　静止无功发生器 247

8.4　电力储能系统 248

8.5.1　电力电子器件的发热 253

8.5　电力电子器件的发热与散热 253

8.5.2　电力电子器件的散热 255

8.6　电力电子技术在可再生能源中的应用 258

8.6.1 电力电子技术在光电电力系统中的应用 259

8.6.2　电力电子技术在风力电力系统中的应用 263

8.7　柔性交流输电系统 266

小结 267

思考题与习题 267

参考文献 269