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绪论1

0.1 什么是电力电子技术1

0.2 电力电子技术的发展与现状2

0.3 电力电子技术的应用4

0.4 本课程的内容5

第1章 电力电子器件及其应用7

1.1 概述7

1.2 功率二极管7

1.2.1 功率二极管的工作特性8

1.2.2 功率二极管的主要参数10

1.3 晶闸管11

1.3.1 晶闸管的基本工作原理12

1.3.2 晶闸管的工作特性12

1.3.3 晶闸管的主要参数15

1.3.4 晶闸管的派生器件17

1.4 功率晶体管19

1.4.1 GTR的基本工作特性19

1.4.2 GTR的主要参数21

1.4.3 GTR的二次击穿现象与安全工作区22

1.5 功率场效应晶体管22

1.5.1 功率场效应晶体管的基本工作特性23

1.5.2 功率场效应晶体管的主要参数与安全工作区25

1.6 绝缘栅双极型晶体管26

1.6.1 IGBT的基本工作特性27

1.6.2 IGBT的主要参数与安全工作区29

1.7 其他新型电力电子器件30

1.8 电力电子器件的驱动控制电路32

1.8.1 典型的晶闸管触发电路32

1.8.2 典型的GTR驱动电路35

1.8.3 典型的P-MOSFET和IGBT驱动电路38

1.9 电力电子器件的缓冲电路40

1.9.1 缓冲电路的作用与基本类型40

1.9.2 缓冲电路的参数设计40

1.10 电力电子器件的过压、过流保护42

1.11 应用示例44

思考题与习题46

第2章 直流-直流变换技术48

2.1 概述48

2.2 降压式变换器49

2.2.1 Buck电路的基本结构及工作机理分析49

2.2.2 Buck电路稳态工作过程分析50

2.3 升压式变换器55

2.3.1 Boost电路基本结构及工作机理分析55

2.3.2 Boost电路稳态工作过程分析55

2.4 升降压式变换器59

2.4.1 Buck-Boost电路基本结构及工作机理分析59

2.4.2 Buck-Boost电路稳态工作过程分析60

2.5 库克变换器64

2.5.1 Cuk电路基本结构及工作机理分析64

2.5.2 Cuk电路稳态工作过程分析64

2.6 正激式变换器67

2.6.1 正激变换电路基本结构及工作机理分析67

2.6.2 正激电路稳态工作过程分析68

2.7 反激式变换器72

2.7.1 反激变换电路基本结构及工作机理分析72

2.7.2 稳态工作过程分析72

2.8 桥式变换器75

2.8.1 半桥变换电路基本结构及工作机理分析75

2.8.2 稳态工作过程分析76

2.8.3 全桥变换器77

2.8.4 防止桥式电路的直流偏磁78

2.9 多象限直流变换器78

2.9.1 两象限直流-直流变换器79

2.9.2 四象限直流变换电路80

2.10 其他典型直流变换器82

2.11 应用示例83

思考题与习题86

第3章 直流-交流变换技术88

3.1 概述88

3.2 单相桥式方波逆变88

3.2.1 电路工作过程分析89

3.2.2 相关参数分析90

3.3 移相控制单相方波逆变93

3.4 矩形波调制单相逆变95

3.5 单相SPWM逆变97

3.6 电流跟踪控制单相逆变104

3.7 特定谐波消除控制单相逆变105

3.8 三相方波逆变106

3.9 三相SPWM逆变113

3.10 空间电压矢量控制的三相PWM逆变116

3.11 逆变器输出滤波器的设计123

3.12 应用示例126

思考题与习题126

第4章 交流-直流变换技术128

4.1 概述128

4.2 不控整流电路128

4.2.1 单相桥式不控整流电路纯电阻负载工作分析128

4.2.2 单相桥式不控整流电路阻容负载工作分析130

4.2.3 倍压、倍流不控整流电路133

4.2.4 三相桥式不控整流电路纯电阻负载工作分析134

4.2.5 三相桥式不控整流电路阻容负载工作分析136

4.3 单相桥式全控整流电路139

4.3.1 单相桥式全控整流电路电阻负载工作分析139

4.3.2 单相桥式全控整流电路阻感负载工作分析142

4.3.3 单相桥式全控整流电路带反电动势负载的工作分析144

4.4 三相桥式全控整流电路147

4.4.1 三相桥式全控整流电路电阻负载工作分析148

4.4.2 三相桥式全控整流电路阻感负载工作分析153

4.4.3 三相桥式全控整流电路带反电动势负载工作分析158

4.5 换流过程及其对整流电路性能的影响158

4.6 相控整流电路的有源逆变162

4.6.1 单相桥式全控整流电路的有源逆变工作分析162

4.6.2 三相桥式全控整流电路的有源逆变工作分析163

4.6.3 逆变颠覆与最小逆变角的限制164

4.7 整流电路的谐波和功率因数166

4.8 PWM整流电路168

4.8.1 含Boost APFC的单相PWM整流电路169

4.8.2 含Flyback APFC的单相PWM整流电路178

4.9 电压型三相PWM整流电路185

4.10 同步开关整流189

4.11 应用示例191

思考题与习题194

第5章 交流-交流变换技术196

5.1 概述196

5.2 单相交流调压电路196

5.2.1 相控单相交流调压电路197

5.2.2 PWM斩控单相交流调压电路203

5.2.3 晶闸管交流调功器和交流无触点开关207

5.3 三相交流调压电路209

5.3.1 三相相控交流调压电路209

5.3.2 PWM斩控三相交流调压电路213

5.4 交-交变频电路214

5.4.1 单相相控交-交变频电路215

5.4.2 三相相控交-交变频电路220

5.4.3 矩阵式变频电路223

5.5 组合式交流变换电路227

5.6 应用示例231

思考题与习题232

第6章 软开关与多电平变换技术234

6.1 概述234

6.1.1 硬开关与软开关234

6.1.2 零电压开关与零电流开关235

6.1.3 软开关电路的分类235

6.1.4 典型的软开关应用电路238

6.2 多电平变换技术243

6.2.1 多电平逆变电路的主要拓扑结构244

6.2.2 多电平逆变器的主要调制策略246

思考题与习题248

参考文献250