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前言页 1

第一章 功率电子学现状与发展 1

1 功率电子技术的形成及发展动力 2

2 80年代功率电子技术的基本动向 3

1.GTO向大容量化和快速化发展、取得了重大突破 3

2.GTR模块化、并进入成熟时期 4

3.MOSFET飞速增长 4

4.MOS双极复合器件大发展 4

5.功率IC已进入功率半导体市场 5

6.智能化模块将产生新一代功率电子装置 5

3 扩展到一切领域，向轻小高精发展的功率电子装置 6

1.自换向电路已经成熟，开始了全面取代外部换向电路 6

2.PWM技术已趋成熟，进入各功率级 6

3.交流调速已覆盖了工业所有领域和功率级 7

4.电力系统用功率变换装置继续向大容量发展 8

5.高频多谐振开关电源是一种新的功率电子技术的发展方向 8

4 展望 9

第二章 功率晶体管 10

1 功率晶体管的特点和参数 10

1.功率晶体管的特点 10

2.GTR的结构 11

3.GTR的参数 11

4.GTR的特性 12

2 GTR的开关特性 12

1.开关响应特性 13

2.？和？存在原因及改善措施 14

3.GTR在开关过程中工作点移动轨迹 15

1.正向偏置安全工作区 17

3.GTR的功率特性 17

2.反向偏置安全工作区 18

3.GTR的二次击穿 18

4.GTR模块 21

1.达林顿晶体管 21

2.GTR模块 21

3.GTR模块与电动机配套 24

4.GTR智能功率模块 25

5 GTR的驱动电路 27

1.GTR驱动电路的设计方法 27

2.驱动电路实例 29

6 GTR的保护电路 35

1.GTR的过电流保护 35

2.电流电压传感器LEM模块保护法 36

3.GTR的开关辅助网络 38

第三章 功率场效应晶体管 44

1 结型场效应晶体管 44

1.场效应晶体管的类型 44

2.结型场效应晶体管 44

3.JFET的特性 46

2 功率MOS场效应晶体管 47

1.N沟道增强型MOSFET 48

2.N沟道耗尽型MOSFET 50

3.MOSFET的参数 51

4.使用场效应晶体管注意的问题 52

3 MOSFET的功率特性和开关特性 52

1.MOSFET的最大输出功率和最大功耗 52

3.开关特性 53

2.安全工作区 53

4 VMOS场效应晶体管 55

1.VVMOS结构 55

2.VDMOS结构 56

3.VMOSFET的工作原理 56

4.VMOSFET的优点 57

5 功率MOSFET模块和驱动电路 59

1.功率MOSFET模块 59

2.MOSFET的驱动电路 62

第四章 绝缘栅晶体管 66

1 MOS-双极型功率复合器件的发展 66

1.MOS-双极型晶体管复合器件 66

3.MOS-晶闸管复合器件 67

2.MOS触发光控晶闸管 67

2 绝缘栅晶体管的工作原理及特性 68

1.IGBT的基本结构 68

2.IGBT的工作原理 68

3.IGBT的特性 69

4.擎住效应与安全工作区 70

5.温度效应 72

3 IGBT功率模块 72

1.由基本单元电路组成的模块 72

2.IGBT智能功率模块 75

4 IGBT的驱动电路 77

1.门极驱动条件 77

2.直接驱动 78

4.双电源驱动 79

5.隔离驱动 79

3.电流源驱动 79

6.集成模块式驱动 81

第五章 可关断晶闸管 85

1 可关断晶闸管的结构和工作原理 85

1.概述 85

2.GTO的结构 86

3.GTO的导通原理 87

4.GTO的关断 88

5.GTO模块 89

2 GTO的关断特性 91

1.GTO关断时门极特性 91

2.GTO关断时阳极特性 93

4.阳极平均电流？op 94

3.擎住电流？L 94

2.电流关断增益Boss 94

1.最大可关断阳极电流？ATO 94

3 GTO的参数 94

5.浪涌电流？TSM 95

6.工作频率f 95

7.管压隆V？ 95

8.正反向电压VD？M和VR？M 95

9.GTO的功率损耗 95

4 GTO门极驱动电路 97

1.门极触发信号的四度特性 97

2.门极解发方式 98

3.门极关断控制 99

4.门极驱动电路实例 100

5 GTO的保护电路 102

1.过电流保护及限制di/dt的方法 103

2.过电压保护及限制dV/dt的方法 104

第六章 其他新型功率电子器件 108

1 静电感应晶体管 108

1.SIT的结构和工作原理 108

2.SIT的特性 108

2 静电感应晶闸管 109

3 MOS栅控晶闸管 110

1.MCT的基本结构和工作原理 111

2.MCT的性能与其他器件的比较 112

3.发展趋势 114

4 功率集成电路 114

1.高压集成电路 115

2.智能功率集成电路 116

1.自冷式散热器 119

1 散热器的类型 119

第七章 功率半导体器件的散热设计 119

2.风冷式散热器 123

3.水冷式散热器 125

4.沸腾式冷却散热器 126

2 功率半导体器件的热阻 127

3 功率半导体器件的功耗计算 132

1.开和关的瞬时功耗 132

2.通态功耗 133

3.关态功耗 133

4.驱动功耗 133

4 散热器的选择及安装 134

1.散热器的选择 134

2.热管散热器的主要性能和参数 136

1.热管的工作原理 136

5 热管散热器 136

2.散热器的安装 136

3.热管散热器的选用 138

4.热管散热器的应用 139

第八章 功率半导体器件在电动机控制技术中应用 140

1 PWM波产生的原理 140

1.正弦波PWM 140

2.频率关系 142

3.双缘调制的PWM 143

4.谐波消去法 147

5.最小波纹电流法 150

6.自适应电流控制PWM 151

7.相移PWM 152

2 PWM逆变器的实现电路 153

1.功率MOSFET在高频SPWM逆变器中的应用 154

2.电压型GTO变频器 158

3 微机控制的全数字GTR-SPWM变频调速系统 164

1.主电路 164

2.SPWM信号的产生 166

3.驱动电路的设计 171

4.保护电路 172

5.抗干扰措施 172

4 滑动模矢量控制交流电动机 175

1.滑动模控制算法 175

2.控制系统构成 177

5 解耦变结构控制交流电动机 180

1.解耦变结构调速系统的数学模型 180

2.解耦变结构的控制策略 182

3.控制算法及仿真 184

6 SPWM-IGBT逆变器 187

1.SPWM波的产生 187

2.驱动电路 192

3.主电路 193

4.保护电路 195

7 磁链追踪型PWM通用变频器 196

1.磁链追踪型PWM法的基本原理与控制算法 196

2.控制系统的构成及软件技术 199

3.磁链追踪型PWM通用变频器 199

8 微机控制GTO斩波调速系统 202

1.GTO斩波器 202

2.控制脉冲的产生 202

2.晶体管斩波器直流调速方式 207

1.直流电动机调速特性 207

9 用GTR控制直流电动机调速 207

3.晶体管斩波器的主要用途 209

4.微机控制GTR斩波直流调速系统 210

10 功率半导体器件在同步电动机控制中的应用 213

1.开环电压/频率控制 213

2.自控方式 214

3.矢量控制 215

4.交流永磁无刷伺服系统 216

第九章 交直流可变电源 227

1 不停电电源(UPS)的基本原理 227

1.UPS整流器 227

2.UPS逆变器 228

3.UPS静态开关、系统监视操作保护及蓄电池 228

1.250型UPS电路 231

2 MOSFET组成UPS电路 231

2.SG1525集成电路驱动的MOSFET逆变器 235

3 三端式UPS 239

1.工作原理 241

2.系统控制 242

3.小结 242

4 UPS用变换电路 243

1.高频耦合UPS的变换电路 243

2.PWM双桥叠加逆变器 246

5 智能型MOS开关电源功率集成电路 247

1.智能型MOS开关电源的组成和原理 248

2.工艺和结果 250

第十章 高次谐波分量分析及抑制方法 251

1 功率电子电路非正弦周期电流傅氏级数 251

2.谐波发生器 257

2 变流器高次谐波的危害性 257

1.高次谐波的危害性 257

3.对潜在谐波问题的推断 261

4.控制谐波措施 262

5.高次谐波电压、电流的允许值 263

3 高次谐波分析及抑制 265

1.对称的典型阶梯波 265

2.对称的调宽调幅阶梯波 268

3.对称的调宽矩形波 270

4 交流滤波器设计 272

1.常K型两元件Г型滤波器 273

2.m型三元件Г型滤波器 281

参考文献 287