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目录1

第一章　晶闸管1

1.1　概述1

1.1.1　晶闸管的结构与工作原理1

1.1.2　晶闸管的基本特性3

1.1.3　晶闸管的主要参数5

1.2　触发控制及专用集成电路7

1.2.1　晶闸管的触发电路7

1.2.1.1　触发电路的组成8

1.2.1.2　触发电路的工作原理9

1.2.2　晶闸管移相触发控制专用集成电路10

1.2.2.1　KJ004晶闸管移相触发器集成电路10

1.2.2.2 TCA785晶闸管及晶体管移相触发器集成电路13

1.3　典型实验15

1.3.1　实验一：单相桥式半控整流电路与单结晶体管触发电路的研究15

1.3.2　实验二：三相晶闸管桥式全控整流电路及三相集成触发电路的研究17

1.3.3　实验三：单相交流调压电路的性能研究20

1.4　可关断晶闸管（GTO）22

1.4.1 GTO的结构和工作原理22

1.4.2 GTO的动态特性及主要参数22

1.4.4 GTO的驱动电路24

1.4.3 GTO电路结构的基本单元24

1.5 其他27

1.5.1　晶闸管的鉴别方法27

1.5.2　晶闸管的串并联27

1.5.2.1　晶闸管的串联27

1.5.2.2　晶闸管的并联28

1.5.3　晶闸管模块29

第二章　电力晶体管30

2.1　概述30

2.1.1 GTR的基本结构和工作原理30

2.1.3 GTR的基本参数32

2.1.2 GTR的基本特性32

2.1.4 GTR的二次击穿现象与安全工作区33

2.2 触发控制及专用集成电路34

2.2.1 GTR的基极驱动电路34

2.2.2 GTR基极驱动和控制专用集成电路36

2.2.2.1 UAA4002GTR基极驱动和保护集成电路36

2.2.2.2 M57215BL/M57925L/M57950L驱动大电流GTR的厚膜驱动器集成电路38

2.3　典型实验：GTR单相并联逆变电路40

2.4　其他41

2.4.1　功率晶体管的并联41

2.4.2　GTR模块42

3.1.1 电力MOSFET的结构和工作原理44

3.1　概述44

第三章 电力MOS场效应晶体管44

3.1.2　电力MOSFET的基本特性45

3.1.2.1　静态特性45

3.1.2.2　动态特性46

3.1.3　电力MOSFET的主要参数47

3.2　触发控制及专用集成电路48

3.2.1 电力MOSFET对栅极驱动电路的要求48

3.2.2.2　用CMOS器件驱动MOSFET49

3.2.2.3　隔离驱动式MOSFET49

3.2.2.1　采用TTL器件驱动MOSFET49

3.2.2　典型驱动电路49

3.2.3　电力MOSFET栅极驱动控制专用集成电路50

3.2.3.1 IR2110具有两输出的桥臂MOSFET栅极驱动器集成电路50

3.2.3.2 IR2133/IR2135/IR2233/IR2235三相全桥MOSFET驱动器集成电路53

3.3 典型实验58

3.3.1　实验一：直流斩波电路的性能研究58

3.3.2　实验二：半桥型开关稳压电源的性能研究60

3.3.3　实验三：三相电压型桥式有源逆变电路特性研究61

3.4　其他63

3.4.1 电力MOSFET的并联运行63

3.4.2　电力MOSFET模块64

4.1.1　IGBT的结构和工作原理66

第四章　绝缘栅双极型晶体管66

4.1　概述66

4.1.2 IGBT的基本特性67

4.1.2.1 静态特性67

4.1.2.2 动态特性68

4.1.3 IGBT的主要参数69

4.1.4 IGBT的擎住效应和安全区69

4.2 触发控制及专用集成电路71

4.2.1 对栅极驱动电路的要求71

4.2.2 集成式IGBT驱动器72

4.2.2.1 EXB系列IGBT厚膜驱动器集成电路72

4.2.2.2 M57959AL/M57962AL/M57959L/M57962L带保护和定时复位功能的厚膜驱动器集成电路74

4.3　典型实验76

4.3.1　实验一：直流斩波与IGBT驱动、保护电路测试76

4.3.2　实验二：单相交直交变频电路的性能研究79

4.4　其他82

4.4.1　IGBT的并联使用82

4.4.2　IGBT模块83

4.5　典型电力电子器件的保护83

4.5.1　过电压的保护83

4.5.2　过电流的保护84

4.5.3　缓冲电路84

4.6　典型全控型电力电子器件性能比较85

第五章　其他功率器件87

5.1　整流二极管87

5.1.1　普通硅整流管87

5.1.2　快恢复二极管87

5.1.3　肖特基二极管90

5.2　MOS控制晶闸管MCT90

5.2.1　MCT的基本结构与工作原理90

5.2.2　MCT的特性与参数91

5.2.2.1 MCT的特性91

5.2.2.2 MCT的参数92

5.2.3　MCT与其他器件的比较93

5.3　静电感应晶体管（SIT）94

5.3.1 SIT的基本结构和工作原理94

5.3.2 SIT的特性与参数95

5.4 静电感应晶闸管SITH97

5.4.1 SITH的基本结构和工作原理97

5.4.2 SITH的特性与参数97

第六章 直流电机100

6.1 概述100

6.1.1　直流电机的结构和工作原理100

6.1.2.1　直流他励电动机的机械特性101

6.1.2　直流他励电动机的运行特性101

6.1.2.2　直流他励电动机的调速特性103

6.1.3　直流电机的额定值103

6.2　直流调速系统104

6.2.1　调速系统的基本概念104

6.2.1.1　开环和闭环调速系统104

6.2.1.2　调速系统的性能指标105

6.2.2　直流调速系统的分类106

6.2.3　典型的直流调速系统107

6.2.3.1　具有转速负反馈的晶闸管直流调速系统107

6.2.3.3　转速、电流双闭环晶闸管直流调速系统108

6.2.3.2　具有电压负反馈和电流正反馈的晶闸管直流调速系统108

6.2.4　PWM直流脉宽调速系统110

6.2.5　晶体管脉宽调制直流调速系统专用集成电路112

6.3　典型实验115

6.3.1　实验一：直流他励电动机运行特性分析115

6.3.2　实验二：晶闸管直流调速系统性能研究117

6.3.3　实验三：双闭环三相晶闸管全控桥式整流直流调速系统的调试与机械特性的测定120

6.3.4　实验四：直流脉宽调制（PWM）调速系统性能研究124

第七章　交流电机126

7.1　概述126

7.1.1　异步电机的结构和工作原理126

7.1.2　异步电动机的运行特性127

7.1.3　异步电动机的额定值129

7.1.4　同步电机的结构和工作原理130

7.2　交流调速系统131

7.2.1　变转差率调速方式131

7.2.1.1　交流调压调速系统131

7.2.1.2　串级调速系统134

7.2.2　变频调速系统135

7.2.2.1　变频调速的基本原理135

7.2.2.2　变频器的基本构成137

7.2.2.3　PWM逆变电路及其控制方法138

7.2.2.4　PWM集成电路140

7.2.2.5　典型变频调速系统145

7.3　典型实验147

7.3.1　实验一：三相同步发电机运行特性研究147

7.3.2　实验二：三相异步电动机运行特性研究149

7.3.3　实验三：单相交流调压电路的研究151

7.3.4　实验四：变频调速系统的调节与测试154

第八章　低压电器159

8.1　概述159

8.1.1　电磁式接触器159

8.1.2　电磁式继电器160

8.1.3　其他常用电磁式低压电器161

8.2　基本电气控制线路162

8.2.1　点动及连续运行控制线路166

8.2.2　正反转控制线路166

8.2.3　鼠笼式异步电动机能耗制动的自动控制线路168

8.3　典型实验：三相异步电机的继电接触控制168

第九章　可编程序控制器171

9.1　概述171

9.1.1　一般可编程序控制器的基本原理171

9.1.2　CPM1A系列可编程序控制器的规格与系统组成172

9.1.2.1　CPM1A的I/O规格173

9.1.2.2　CPM1A的性能指标174

9.1.2.3 CPM1A的基本构成及数据存储器的分配175

9.2 可编程序控制器的编程和指令系统176

9.2.1　可编程序控制器的指令系统176

9.2.1.1　常用编程指令及应用176

9.2.1.2　可编程序控制器的编程规则179

9.2.2　可编程序控制器的应用举例180

9.3　典型实验181

9.3.1　实验一：电机正反转控制及交通灯管理实验181

9.3.2　实验二：电梯模拟控制系统实验183

9.3.3　实验三：装配流水线模拟控制实验184

9.3.4　实验四：步进电机模拟控制实验185

参考文献187