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绪论 1

第1章　电力电子器件 5

1.1　电力电子器件概述 5

1.1.1　电力电子器件的发展与应用 5

1.1.2　电力半导体器件的分类 6

1.1.3　电力半导体器件的发展趋势 7

1.2　不可控器件——电力二极管 8

1.2.1　电力二极管的工作原理 8

1.2.2　电力二极管的主要参数 8

1.2.3　电力二极管的主要类型 9

1.3　半控型器件——晶闸管 9

1.3.1　晶闸管的结构 9

1.3.2　晶闸管的工作原理 11

1.3.3　晶闸管的检测 12

1.3.4　晶闸管的伏安特性 12

1.3.5　晶闸管的主要参数 13

1.3.6　晶闸管的型号及简单测试方法 15

1.3.7　晶闸管的派生系列 15

1.4　全控型电力电子器件 17

1.4.1　门极可关断晶闸管 17

1.4.2　电力晶体管 20

1.4.3　电力场效应晶体管 29

1.4.4　绝缘栅双极型晶体管 32

1.5　其他新型电力电子器件 38

1.5.1　静电感应晶体管 38

1.5.2　静电感应晶闸管 40

1.5.3 MOS栅控晶闸管 41

1.5.4　集成门极换向晶闸管 42

1.5.5　功率集成电路 42

1.6　电力电子器件的保护 44

1.6.1　过电压的产生及过电压保护 44

1.6.2　过电流保护 44

1.7　电力电子器件的串联与并联 46

1.7.1　晶闸管的串、并联 46

1.7.2　可关断晶闸管的串、并联 48

1.7.3　双极型功率晶体管的串、并联 49

1.7.4　电力场效应晶体管的串、并联 50

1.7.5　绝缘栅双极型晶体管的串、并联 50

1.8　本章小结 51

1.9　习题及思考题 52

第2章　相控型整流和有源逆变电路 53

2.1　单相可控整流电路 53

2.1.1　单相半波可控整流电路 53

2.1.2　单相桥式全控整流电路 56

2.1.3　单相全波可控整流电路 60

2.1.4　单相桥式半控整流电路 60

2.2　三相可控整流电路 64

2.2.1　三相可控整流电路 64

2.2.2　三相桥式全控整流电路 67

2.3　变压器漏感对整流电路的影响 72

2.4　电容滤波的不可控整流电路 74

2.4.1　电容滤波的单相不可控整流电路 74

2.4.2　电容滤波的三相不可控整流电路 77

2.5　大功率可控整流电路 79

2.5.1　带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 79

2.5.2　多重化整流电路 82

2.6　整流电路的有源逆变工作状态 84

2.6.1　逆变的概念 84

2.6.2　三相桥式整流电路的有源逆变工作状态 86

2.6.3　逆变失败与最小逆变角的限制 87

2.7　晶闸管-直流电动机（V-M）系统 89

2.7.1　整流电路工作于整流状态 89

2.7.2　整流电路工作于有源逆变状态 92

2.7.3　直流可逆电力拖动系统 93

2.8　晶闸管相控电路的驱动控制 95

2.8.1　同步信号为锯齿波的触发电路 95

2.8.2　集成触发器 99

2.8.3　触发电路的定相 100

2.9　本章小结 102

2.10　习题及思考题 102

第3章　直流电压变换电路 105

3.1　直流电压变换电路的基本原理及控制方式 105

3.1.1　直流电压变换电路的基本原理 105

3.1.2　直流电压变换电路的控制方式 106

3.2　降压直流电压变换电路 106

3.3　升压直流电压变换电路 109

3.4　直流变换降压-升压复合型直流变换电路 111

3.5　库克直流电压变换电路 112

3.6　直流变换电路的PWM控制技术 115

3.7　直流开关电源的应用 118

3.7.1　带有电气隔离的直流-直流变换器 118

3.7.2　直流电源的保护 120

3.7.3　直流电源设计中的一些问题 121

3.8　本章小结 122

3.9　习题及思考题 123

第4章　交流电压变换电路 124

4.1　交流调压电路 124

4.1.1　相位控制的单相交流调压电路 124

4.1.2　交流斩波调压电路 127

4.1.3　相位控制的三相交流调压电路 129

4.2　交流调功电路和交流电力电子开关 135

4.2.1　交流调功电路 135

4.2.2　交流电力电子开关 136

4.3　交-交变频电路 136

4.3.1　单相交-交变频电路 136

4.3.2　三相交-交变频电路 139

4.4　晶闸管交-交变换器的应用 141

4.4.1　晶闸管交流调压应用电路 141

4.4.2　晶闸管交流调功器应用电路 142

4.4.3　晶闸管交流开关应用电路 143

4.5　本章小结 145

4.6　习题及思考题 146

第5章　无源逆变电路 148

5.1 逆变器的基本工作原理及分类 148

5.1.1　逆变器的基本工作原理 148

5.1.2　逆变器的分类 149

5.2　单相桥式逆变电路 152

5.2.1　单相半桥逆变电路 152

5.2.2　单相全桥逆变电路 153

5.3　电流型逆变器 154

5.3.1　电流型并联谐振式逆变器 154

5.3.2　三相串联二极管式电流型逆变器 156

5.4　电压型逆变器 160

5.4.1　串联谐振式电压逆变电路 161

5.4.2　串联电感式电压型逆变器 162

5.4.3　串联二极管式电压型逆变器 164

5.4.4　振荡换流的串联二极管式电压型逆变器 165

5.5　脉宽调制逆变电路 166

5.5.1 SPWM原理 166

5.5.2　三相桥式PWM逆变电路 169

5.5.3 SPWM控制的交-直-交变频器 170

5.6　软开关技术 170

5.6.1　软开关的基本概念 170

5.6.2　软开关电路的分类 171

5.6.3　典型的软开关电路 173

5.6.4　软开关逆变技术的应用 178

5.7　本章小结 179

5.8　习题及思考题 180

第6章　电力电子技术在工程中的应用 181

6.1　交-直-交组合变流电路 181

6.1.1　交-直-交组合变流电路原理 181

6.1.2　交-直-交组合变流电路的控制方式 184

6.2　直-交-直组合变流电路 188

6.2.1　单端电路 188

6.2.2　双端电路 190

6.2.3　开关电源 194

6.3　电力电子技术的应用 194

6.3.1　典型的直流调速系统 194

6.3.2　变频器 199

6.3.3　典型变频调速系统 207

6.3.4　高压直流输电 208

6.3.5　静止无功补偿 213

6.3.6　静止无功发生器 217

6.3.7　有源电力滤波器 219

6.4　本章小结 221

6.5　习题及思考题 222

第7章　课程实训与实验 223

7.1　通用变频器维修及检查 223

7.2　晶闸管单相半控桥式整流电路的安装与调试训练 226

7.3　晶闸管直流调速系统主回路参数设计实训 228

7.3.1　整流变压器参数计算 228

7.3.2　平波电抗器参数计算 235

7.3.3　脉冲变压器设计 238

7.3.4　课程设计及实训 243

7.4　实验 256

7.4.1　晶闸管的简易测试及导通关断条件实验 256

7.4.2　单相桥式半控整流电路与单结晶体管触发电路的研究 257

7.4.3　三相桥式全控整流电路的研究 260

7.4.4　三相交流调压电路的研究 264

7.4.5 GTR单相并联逆变器的研究 266

7.4.6 IGBT斩波电路的研究 268

参考文献 271