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1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概述1

1．3电力电子技术研究的内容5

1．3．1电力电子开关器件5

1．3．2电力电子变换器主电路6

1．3．3电力电子功率变换的基本类型6

1．3．4控制方式8

1．4电力电子技术应用9

1．5教学要求12

2电力半导体器件特性与应用13

2．1概述13

2．2晶闸管及其派生器件13

2．2．1晶闸管的基本工作原理13

2．2．2晶闸管静态伏安特性15

2．2．3晶闸管基本特性参数16

2．2．4晶闸管的门极驱动电路23

2．2．5晶闸管的保护25

2．2．6晶闸管的派生器件26

2．3．1 BJT结构和基本工作原理34

2．3双极型晶体管34

2．3．2特性与参数35

2．3．3 BJT的驱动和保护41

2．4功率场效应晶体管（Power MOSFET）47

2．4．1功率MOSFET的结构和基本工作原理47

2．4．2静态特性与参数48

2．4．3动态特性与参数50

2．4．4安全工作区52

2．4．5功率MOSFET的驱动和保护53

2．5绝缘栅双极型晶体管（IGBT）55

2．5．1 IGBT的结构和基本工作原理56

2．5．2 IGBT的基本特性57

2．5．3门极驱动60

2．5．4 IGBT保护62

2．6其他功率半导体器件64

2．6．1静电感应晶体管（SIT）64

2．6．2静电感应晶闸管（SITII）66

2．6．3 MOS控制晶闸管68

2．7功率集成电路与IPM70

2．7．1功率集成电路70

2．7．2智能模块IPM74

2．8．1缓冲电路77

2．8全控型开关器件的缓冲电路与串并联77

2．8．2电力开关元件的串并联82

习题84

3 AC/DC变换技术86

3．1概述86

3．2相控整流电路87

3．2．1工频相控整流的基本原理87

3．2．2单相可控整流电路89

3．2．3三相可控整流电路98

3．2．4变压器漏抗对整流电路的影响108

3．3．1相控整流电路设计程序110

3．3相控整流电路设计方法110

3．3．2设计举例111

3．4 PWM整流电路113

3．4．1单相电压型PWM整流电路113

3．4．2三相电压型PWM整流电路117

3．4．3三相电流型PWM整流电路119

习题120

4 DC/AC变换技术122

4．1概述122

4．1．1逆变器的分类122

4．1．2逆变电路原理与结构123

4．2有源逆变124

4．2．1单相桥式逆变电路125

4．2．2实现有源逆变的条件126

4．2．3三相桥式逆变电路127

4．2．4逆变失败与最小逆变角的限制128

4．3 PWM逆变器129

4．3．1单相PWM逆变器129

4．3．2三相逆变器133

4．3．3 SPWM波形生成技术137

4．4阶梯波145

4．5 PWM逆变器设计148

4．5．1主回路元件选择148

4．5．2驱动与保护电路设计150

4．5．3缓冲电路计算150

4．5．4 PWM策略与滤波电路150

4．5．5热计算151

4．5．6逆变变压器设计151

4．5．7控制策略151

习题152

5．2．1降压变换器154

5．2直流/直流变换电路154

5 DC/DC变换技术154

5．1概述154

5．2．2升压变换器160

5．2．3升降压变换器163

5．2．4库克变换器166

5．3变压器隔离的直流·直流变换器169

5．3．1正激变换器169

5．3．2反激变换器170

5．3．3半桥式隔离的降压变换器170

5．3．4金桥式隔离的降压变换器171

5．4开关电源设计原理173

5．4．1开关电源的性能指标174

5．4．2开关电源的设计原理174

习题180

6 AC/AC变换技术181

6．1概述181

6．2单相交流调压181

6．2．1通断控制调压方法181

6．2．2相位控制调压方法182

6．3三相交流调压182

6．4．1矩阵变换器的拓扑结构185

6．4知阵变换器185

6．4．3矩阵变换器的换流186

6．4．2矩阵变换器的功率开关186

6．4．4矩阵变换器的控制原理187

6．5交流、交流变频电路191

6．5．1单相交-交变频电路191

6．5．2三相交-交变频电路195

习题198

7谐振开关技术199

7．1概述199

7．2．2并联谐振电路工作原理200

7．2谐振电路基本工作原理200

7．2．1串联谐振电路工作原理200

7．3软开关电路在开关电源中的分类201

7．3．1准谐振变换器201

7．3．2软开关PWM技术205

7．4直流环节谐振型逆变器210

7．4．1有损耗LC谐振槽路210

7．4．2开关Sr的作用211

7．4．3 RDCLI的工作过程分析212

习题213

8电力电子电路计算机仿真214

8．1概述214

8．2电力电子仿真分析基础215

8．2．1仿真分析中常用的器件模型215

8．2．2仿真分析基本方法216

8．3 MATLAB用于电力电子电路分析方法218

8．3．1 MATLAB语言简介218

8．3．2 MATLAB电气系统模块（PSB）仿真过程218

8．3．3 PSB提供的库和模块219

8．3．4 PSB中电力电子器件模型227

8．3．5电子仿真举例PSB电力234

8．4 Pspice用于电力电子电路分析方法238

8．4．1 Pspice语言简介238

8．4．2 Pspice的电路及元器件描述239

8．4．3 Pspice通用语句与仿真分析253

8．4．4 Pspice仿真实例257

习题258

9电力电子电路运行中的问题260

9．1电力电子谐波与有源电力滤波器260

9．1．1有源滤波补偿原理260

9．1．2 APF主电路及其控制261

9．2功率因数提升技术262

9．2．1电力电子装置功率因数的基本概念262

9．2．2整流电路的功率囚数及其改善措施264

9．2．3采用无功补偿提高功率因数267

9．2．4减小谐波成分，提高电流畸变困数（谐波对cos？的影响）270

9．2．5采用两组交流装置串联运行271

9．2．6功率因数校正整流电路271

9．3逆变器的并联运行272

9．3．1自整步法273

9．3．2外特性下垂法274

9．3．3主从模块法275

9．3．4热同步并机技术275

9．3．5无主从同步均流技术276

9．4电力电子器件的发热问题276

9．4．1半导体器件最高允许结温与结温减额276

9．4．2热路与温度计算277

9．4．3外部热阻碍定方法和散热器设计279

9．4．4瞬态热阻281

习题283

参考文献284