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第1章 导论1

1.1电力电子技术的发展史1

1.2开关变流的概念2

1.2.1基本开关变流电路3

1.2.2开关变流电路的开关模式7

1.2.3开关变流器的开关器件11

1.3电力电子技术的应用12

1.4学习方法16

1.5电力电子电路的仿真16

1.5.1 MATLAB/Simulink仿真平台17

1.5.2仿真的数值算法21

1.5.3示波器（Scope）的使用和数据保存22

1.5.4 Simulink模块库24

小结25

思考题26

实践题26

第2章 电力电子器件27

2.1电力二极管28

2.2晶闸管类器件30

2.2.1晶闸管30

2.2.2双向晶闸管34

2.2.3门极可关断晶闸管GTO35

2.2.4其他晶闸管类器件36

2.3全控型电力电子器件37

2.3.1电力晶体管GTR38

2.3.2电力场效应晶体管38

2.3.3绝缘栅双极型晶体管IGBT41

2.3.4其他新型全控型器件和模块43

2.4电力电子器件的驱动和保护44

2.4.1电力电子器件的驱动44

2.4.2电力电子器件的保护46

2.4.3电力电子器件的串并联49

2.5 MATLAB的电力电子器件模型49

2.5.1电力电子器件模型和参数50

2.5.2桥式电路模块51

2.5.3驱动单元53

小结55

练习和思考题55

实践题56

第3章 交流-直流变换——整流器57

3.1单相可控整流电路58

3.1.1单相半波可控整流电路58

3.1.2单相桥式全控整流电路63

3.1.3单相桥式半控整流电路69

3.1.4单相全波可控整流电路72

3.2三相可控整流电路73

3.2.1三相半波可控整流电路73

3.2.2三相桥式可控整流电路78

3.3不控整流电路和电容性负载84

3.3.1带电容滤波的单相不控整流电路84

3.3.2带电容滤波的三相不控整流电路86

3.4整流电路反电动势负载89

3.4.1 R-E负载89

3.4.2 R-L-E负载90

3.4.3直流电动机负载时的工作特性92

3.5全控整流电路的有源逆变工作状态96

3.5.1逆变和有源逆变96

3.5.2全控整流电路的有源逆变状态97

3.5.3换相重叠角和最小逆变角限制βmin99

3.5.4有源逆变的应用101

3.6晶闸管整流电路触发控制105

3.7整流电路的仿真107

小结113

练习和思考题113

实践和仿真题115

第4章 直流-直流变换——直流斩波器116

4.1直流降压斩波电路116

4.2直流升压斩波电路118

4.3直流升降压斩波电路121

4.3.1 Buck-Boost降压-升压斩波电路121

4.3.2 Cuk斩波电路122

4.4桥式直流斩波调压电路123

4.4.1半桥式电流可逆斩波电路124

4.4.2全桥式可逆斩波电路125

4.5斩波电路的驱动控制130

4.6直流斩波电路的仿真131

4.6.1直流降压斩波器仿真131

4.6.2直流升压斩波器仿真133

小结134

练习和思考题134

仿真题134

第5章 直流-交流变换——逆变器135

5.1逆变电路分类和调制方式135

5.2单相电压型逆变器136

5.2.1电压型单相半桥式逆变器136

5.2.2电压型单相全桥式逆变器138

5.2.3单相电压型全桥式逆变器的SPWM控制139

5.2.4 SPWM调制方式和数字化生成143

5.3单相电流型逆变器145

5.3.1晶闸管单相电流型逆变器145

5.3.2电流跟踪型逆变器146

5.4三相电压型PWM逆变器148

5.4.1电压型三相SPWM逆变器148

5.4.2其他电压型三相逆变器的PWM控制150

5.5电压空间矢量控制逆变器SVPWM154

5.5.1电压空间矢量154

5.5.2逆变器开关状态与空间电压矢量轨迹155

5.5.3零矢量作用157

5.5.4圆形电压空间矢量轨迹偏差控制158

5.5.5正多边形SVPWM控制158

5.6多电平逆变器162

5.6.1三电平的形成162

5.6.2三相三电平逆变器的电压空间矢量163

5.7三相电流型逆变器165

5.7.1方波型三相电流源型逆变器165

5.7.2无换向器电动机调速系统167

5.7.3电流滞环控制三相逆变器169

5.8逆变电路的仿真169

小结173

练习和思考题174

仿真题174

第6章 交流-交流变换——交流调压和交-交变频器175

6.1交流无触点双向开关175

6.2单相交流调压原理176

6.2.1相控式单相交流调压176

6.2.2斩控式单相交流调压179

6.3三相交流调压电路181

6.3.1三相相控式交流调压181

6.3.2三相斩控式交流调压184

6.4其他交流调功电路及其应用185

6.5交-交变频器186

6.5.1单相交-交变频原理187

6.5.2交-交变频的调制方式187

6.5.3交-交变频器的工作特性189

6.5.4三相交-交变频电路191

6.6矩阵式变频器193

6.7交流调压电路的仿真194

小结197

练习和思考题198

实践和仿真题198

第7章 PWM整流器和功率因数控制199

7.1单相桥式不控整流器的单位功率因数校正（APFC）199

7.2 PWM整流器和功率因数控制201

7.2.1单相桥式PWM整流器201

7.2.2 PWM整流器交流侧功率因数204

7.2.3单相半桥式和三相桥式PWM整流205

7.3 PWM整流器仿真的研究206

7.3.1单相桥式PWM整流器仿真206

7.3.2 PWM整流器无功补偿器仿真研究208

小结210

练习和思考题210

第8章 软开关变换技术211

8.1开关损耗和软开关的基本类型211

8.2准谐振软开关电路214

8.2.1零电压（ZVS）开通准谐振电路214

8.2.2零电流（ZCS）关断准谐振电路216

8.3零开关PWM控制电路218

8.3.1零电压PWM控制Buck电路218

8.3.2零电流PWM控制Buck电路219

8.4零转换PWM电路220

8.5直流环节谐振型软开关逆变电路223

8.5.1直流环节谐振型逆变器RDCLI223

8.5.2有源箝位谐振直流环节逆变器ACRLI226

8.5.3直流环节并联谐振逆变器PRDCLI226

8.6软开关电路的仿真228

小结229

思考题230

仿真题231

第9章 变流电路的组合232

9.1相控整流电路的串并联232

9.1.1整流电路的并联232

9.1.2整流电路的串联237

9.2多重化逆变电路238

9.3级联式变流器241

9.3.1 AC/DC/AC变换的主电路241

9.3.2不间断电源UPS242

9.4开关电源243

9.4.1带隔离变压器的单端变换电路243

9.4.2双端DC/AC/DC变换电路247

9.4.3全桥移相式软开关变换电路249

9.4.4开关电源芯片和应用举例251

9.4.5直流开关电源与AC/DC整流的比较254

9.5组合式变流器的仿真254

小结258

练习和思考题258

实践和仿真题258

第10章 电力电子装置的谐波和功率因数260

10.1电力电子装置的谐波260

10.1.1谐波分析方法260

10.1.2描述波形的各种方法和频谱262

10.1.3典型波形的谐波264

10.1.4谐波的危害和治理方法267

10.2功率因数270

10.2.1功率因数定义270

10.2.2无功功率的补偿272

10.3电力电子开关型无功补偿273

10.3.1晶闸管投切电容器273

10.3.2晶闸管相位控制电抗器274

10.3.3 PWM型无功功率发生器276

10.3.4并联型电力有源滤波器PAPF278

10.3.5串联型电力有源滤波器SAPF279

10.4 LC滤波器的仿真280

小结285

练习和思考题286

仿真题286

附录A 教学实验287

实验一 实验台、仪器仪表功能和移相触发器实验287

实验二 晶闸管整流电路实验288

实验三 晶闸管整流-电动机系统实验289

实验四 直流斩波器实验291

实验五 单相交流调压器实验293

实验六 单相交-直-交变频电路实验295

实验七 半桥式开关电源实验296

附录B 术语索引298

参考文献312