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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