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第1章 绪论 1

1.1 电力电子技术概述 1

1.2 电能变换及控制的方法 1

1.3 电力电子技术的发展史 2

1.4 电力电子技术的特点 3

1.5 电力电子技术的应用 4

1.6 电力电子技术的展望 5

小结 12

习题 12

第2章 电力电子器件 13

2.1 电力电子器件概述 13

2.2 电力二极管 15

2.2.1 电力二极管的基本结构与工作原理 15

2.2.2 电力二极管的基本特性 16

2.2.3 电力二极管的主要参数 18

2.2.4 电力二极管的主要类型 18

2.3 晶闸管 19

2.3.1 晶闸管的基本结构与工作原理 19

2.3.2 晶闸管的工作特性 21

2.3.3 晶闸管的主要参数 23

2.3.4 晶闸管的主要类型 26

2.4 典型全控型器件 28

2.4.1 门极可关断晶闸管 28

2.4.2 电力晶体管 30

2.4.3 电力MOS场效应晶体管 35

2.4.4 绝缘栅双极型晶体管 38

2.5 其他新型电力电子器件 42

2.5.1 MOS控制晶闸管 42

2.5.2 静电感应晶体管 42

2.5.3 静电感应晶闸管 43

2.5.4 集成门极换流晶闸管 43

2.5.5 电子注入增强栅晶体管 43

2.6 电力电子器件驱动与保护电路 43

2.6.1 电力电子器件驱动电路概述 43

2.6.2 晶闸管的触发电路 44

2.6.3 典型全控器件的驱动电路 45

2.6.4 过电压的产生及保护 48

2.6.5 过电流的产生及保护 49

2.6.6 电力电子器件的缓冲电路 49

2.6.7 晶闸管的串联与并联 51

2.6.8 电力MOSFET的并联与IGBT的并联 52

小结 53

习题 53

第3章 整流电路 55

3.1 概述 55

3.2 单相可控整流电路 55

3.2.1 单相半波可控整流电路 56

3.2.2 单相桥式全控整流电路 58

3.2.3 单相桥式半控整流电路 62

3.3 三相可控整流电路 63

3.3.1 三相半波可控整流电路 64

3.3.2 三相桥式全控整流电路 73

3.4 大功率可控整流电路 80

3.4.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 80

3.4.2 整流电路的多重化 84

3.5 有源逆变电路 85

3.5.1 整流与逆变的关系 85

3.5.2 电源间能量的变换关系 86

3.5.3 有源逆变电路的工作原理 87

3.5.4 三相半波共阴极逆变电路 89

3.6 整流电路的谐波和功率因数 90

3.6.1 整流电路的谐波及功率因数的概念 91

3.6.2 交流输入侧的谐波及功率因数 92

3.6.3 整流输出侧的谐波分析 92

小结 94

习题 95

第4章 逆变电路 96

4.1 逆变电路的分类和控制方式 96

4.1.1 逆变电路的分类 96

4.1.2 逆变电路的控制方式 97

4.2 电压型逆变电路 97

4.2.1 单相电压型逆变电路 97

4.2.2 三相电压型逆变电路 101

4.2.3 方波逆变电路输出电压波形分析 103

4.3 电流型逆变电路 104

4.3.1 单相电流型逆变电路 105

4.3.2 三相电流型逆变电路 105

4.4 逆变电路在中高压电气传动方面的应用案例——多电平逆变电路 111

4.4.1 中高压逆变电路的应用场合及中压电压等级问题 111

4.4.2 二极管钳位型多电平逆变电路 112

4.4.3 电容钳位型多电平逆变电路 113

4.4.4 具有独立直流电源的级联型多电平逆变电路 114

4.5 逆变电路在电力系统中的应用案例——静止同步补偿器 116

4.6 逆变电路在电源技术中的应用案例 117

4.6.1 感应加热电源 117

4.6.2 交流方波电源 118

4.6.3 IGBT逆变式电阻焊机电源 118

小结 119

习题 120

第5章 斩波电路 121

5.1 概述 121

5.2 基本斩波电路 123

5.2.1 降压斩波电路 123

5.2.2 升压斩波电路 126

5.2.3 升降压斩波电路和Cuk斩波电路 130

5.2.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 134

5.3 复合斩波电路和多相多重斩波电路 135

5.3.1 电流可逆斩波电路 135

5.3.2 桥式可逆斩波电路 135

5.3.3 多相多重斩波电路 137

5.4 晶闸管斩波器 138

5.5 斩波变阻电路 138

5.6 带隔离的直流/直流变流电路 139

5.6.1 正激电路 139

5.6.2 反激电路 140

5.6.3 半桥电路 141

5.6.4 推挽电路 142

5.6.5 全桥电路 143

小结 144

习题 145

第6章 交流调压和变频电路 146

6.1 间接交流/交流变换电路 146

6.1.1 电流型交流/交流变换电路 146

6.1.2 电压型交流/交流变换电路 147

6.2 直接交流/交流变换电路 148

6.2.1 周波变换器 148

6.2.2 矩阵变换器 151

6.3 交流调压电路 155

6.3.1 单相交流调压电路 155

6.3.2 三相交流调压电路 157

小结 159

习题 159

第7章 PWM控制技术 160

7.1 PWM控制的基本原理 160

7.2 PWM逆变电路及其控制方法 162

7.2.1 计算法和调制法 162

7.2.2 异步调制和同步调制 166

7.2.3 PWM逆变电路的谐波分析 168

7.2.4 提高直流电压利用率和减少器件的开关次数 170

7.2.5 PWM逆变电路的多重化 172

7.3 PWM跟踪控制技术 173

7.3.1 滞环比较方式 173

7.3.2 三角波比较方式 175

7.4 PWM整流电路及其控制方法 176

7.4.1 PWM整流电路的工作原理 176

7.4.2 PWM整流电路的控制方法 179

7.4.3 功率开关器件 180

小结 182

习题 182