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0　绪论1

0.1　电力电子技术的内容1

0.2　电力电子技术的发展2

0.3　电力电子技术的重要作用3

0.4　本课程的性质、分析方法和学习要求4

1　晶闸管及其可控整流电路（AC/DC变换）5

1.1　普通晶闸管5

1.1.1　晶闸管结构5

1.1.2　晶闸管的工作原理5

1.1.3　晶闸管特性8

1.1.4　晶闸管主要参数9

1.2.1　晶闸管器件的串联运行14

1.2　晶闸管器件的串并联14

1.2.2　晶闸管器件的并联运行16

1.3　单相半波可控整流电路18

1.3.1　电阻负载18

1.3.2　电阻电感负载20

1.3.3　带续流二极管的电阻电感负载22

1.3.4　电容性负载23

1.4　单相桥式可控整流电路25

1.4.1　单相全控桥式整流电路25

1.4.2　单相半控桥式整流电路30

1.5　三相半波可控整流电路32

1.5.1　三相半波不可控整流电路32

1.5.2　三相半波电阻负载可控整流电路33

1.5.3　三相半波感性负载可控整流电路35

1.5.4　六相半波可控整流电路37

1.6　三相桥式可控整流电路38

1.6.1　共阴极接法与共阳极接法38

1.6.2　三相全控桥式整流电路38

1.6.3　三相半控桥式整流电路45

1.7　反电势负载50

1.7.1　晶闸管整流电路反电势负载时的工作情况50

1.7.2　反电势负载的特点51

习题和思考题51

2　变流器运行54

2.1　换流重叠角54

2.1.1　交流侧电感对三相不可控整流的影响54

2.1.2　三相半波可控整流电路的换流重叠角57

2.1.3　其他整流电路的换流重叠角58

2.2　有源逆变59

2.2.1　有源逆变产生的条件59

2.2.2　三相半波可控整流电路的有源逆变61

2.2.3　三相全控桥式电路的逆变工作状态64

2.3　变流器外特性65

2.3.1　整流器外特性65

2.3.2　有源逆变器外特性66

2.4　谐波67

2.4.1　谐波分析68

2.4.2　负载谐波的影响71

2.4.3　电源中谐波的影响73

2.5.1　功率因数的基本概念75

2.5　功率因数75

2.5.2　整流电路的功率因数76

2.5.3　提高功率因数的途径78

习题和思考题81

3　门极触发电路82

3.1　概述82

3.1.1　门极触发信号的种类82

3.1.2　晶闸管对门极触发电路的要求83

3.2　晶体管触发电路84

3.2.1　正弦波同步、锯齿波移相的晶体管触发电路84

3.3　集成触发器87

3.3.1　集成触发器原理及应用87

3.3.2　集成触发器类型89

3.4　数字触发器90

3.4.1　由硬件构成的数字触发器91

3.4.2　微机数字触发器92

3.5　触发器的定相95

3.5.1　概述95

3.5.2　触发器的定相方法95

习题和思考题98

4 交流调压和交交变频（AC/AC变换）99

4.1　交流调压99

4.1.1　单相交流调压99

4.1.2　三相交流调压和软起动器103

4.1.3　导步电动机的软起动106

4.1.4　晶闸管交流调功器107

4.1.5　双向晶闸管108

4.2　交交变频器110

习题和思考题117

5　全控型电力半导体器件119

5.1 门极可关断晶闸管（GTO）119

5.1.1　结构特点和关断原理119

5.1.2　特性和参数120

5.1.3　缓冲电路121

5.1.4　对门极信号的要求123

5.1.5　门极驱动电路125

5.2 电力晶体管（GTR,PTR）126

5.2.1　特性和参数126

5.2.2　安全工作区128

5.2.3　缓冲电路和续流二极管的影响130

5.2.4　开关特性134

5.2.5　驱动电路137

5.3 电力场效应晶体管（P-MOSFET）141

5.3.1 结构和工作原理142

5.3.2　静态特性和参数143

5.3.3　动态特性和参数144

5.3.4　功率MOSFET的特点145

5.3.5 功率MOSFET的驱动电路147

5.4 绝缘栅双极晶体管（IGBT）148

5.4.1　结构特点148

5.4.2　有关特性149

5.4.3　驱动电路150

5.5.1　静电感应晶体管（SIT）151

5.5　其他全控型电力电子器件151

5.5.2　静电感应晶闸管（SITH）152

5.5.3　金属氧化物可控晶闸管（MCT）153

5.5.4　集成门极换流晶闸管（IGCT）154

5.5.5　注入增强栅晶体管（IEGT）156

5.6　模块和智能功率模块（IPM）156

5.6.1　GTR模块156

5.6.2　其他功率模块157

5.6.3　智能功率模块（IPM）158

5.7　电力电子器件发展概貌159

5.7.1　现代电力半导体器件的水平159

5.8　电力半导体器件和装置的保护160

5.7.2　各种装置的容量及频率范围160

5.8.1　常规的过压、过流保护161

5.8.2　用电子线路实施保护165

习题和思考题168

6　直流变换器（DC/DC变换）170

6.1 斩波原理和控制方式170

6.1.1 斩波原理170

6.1.2 控制方式171

6.2 直流变换器的基本电路172

6.2.1 降压式（Buck）变换器172

6.2.2 升压式（Boost）变换器173

6.2.3 升／降压式（Buck-Boost）变换器174

6.3.1 单象限斩波器175

6.2.4 其他形式的基本变换电路175

6.3 负载为直流电动机时的斩波器结构175

6.3.2 两象限斩波器176

6.3.3 四象限斩波器177

6.4 输入与输出隔离的直流变换器179

6.4.1 单端反激式179

6.4.2 单端正激式181

6.4.3 推挽式183

6.4.4 半桥式184

6.4.5　全桥式184

6.4.6　同步整流184

6.5　直流PWM的控制185

习题和思考题188

7　无源逆变和变频（DC/AC变换）189

7.1 概述189

7.1.1 逆变与变频的含义189

7.1.2 逆变和变频的两种类型190

7.2　负载换流逆变器191

7.2.1　晶闸管的换流191

7.2.2　RLC串联谐振逆变器193

7.3　强迫换流电压型逆变器197

7.3.1　串联电感式逆变器197

7.3.2　串联二极管式逆变器200

7.4　强迫换流电流型逆变器203

7.4.1　串联二极管式逆变器203

7.4.2　辅助晶闸管换流逆变器204

7.5　逆变器的谐波和调压205

7.5.1　输出波形中的谐波含量205

7.5.2　输出电压的调节205

7.5.3　逆变器的多重化206

7.6　脉宽调制（PWM）逆变器209

7.6.1　正弦脉宽调制（SPWM）原理210

7.6.2　PWM逆变器及其优点212

7.7　PWM控制技术214

7.7.1　调制法214

7.7.2　指定谐波消除法（SHEPWM）220

7.7.3　跟踪型PWM(SHBPWM)221

7.7.4 电压空间矢量PWM(SVPWM)223

7.8 中高压变频器225

7.8.1　逆变器结构226

7.8.2　整流装置229

习题和思考题231

8　软开关技术233

8.1　硬开关与软开关233

8.1.1　开关高频化的好处233

8.1.2　硬开关存在的问题233

8.1.3　问题的解决途径234

8.2　软开关的种类235

8.3　软开关技术的实现236

8.3.1　谐振型变换器（RSC）236

8.3.2　软开关PWM变换器237

8.3.3　零转换PWM变换器238

8.4　软开关电路举例239

8.4.1　BUCK ZCS-PWM变换器239

8.4.2　BOOST ZVT-PWM变换器239

8.4.3　谐振直流环（RDCL）逆变器241

习题和思考题242

9 电力电子技术的应用243

9.1 直流电动机调速及其可逆电路243

9.1.1　直流电动机调速243

9.1.2　可逆电路243

9.2　交流电动机调速245

9.2.1　交流电动机的调压调速245

9.2.2　串级调速245

9.2.3　变频调速247

9.3　非电动机方面的一些应用249

9.3.1　无触点开关249

9.3.2　电加热251

9.3.3　电压调节253

9.3.4　不间断电源（UPS）253

9.3.5 电化学255

9.3.6　高压直流输电255

9.3.7　蓄电池充电机256

9.3.8　开关电源257

9.3.9　电子镇流器259

9.3.10　其他应用领域260

习题和思考题261

参考文献263