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第1章 绪论 1

1.1电力电子技术的内涵 1

1.2电力电子器件的发展 2

1.3电力电子技术的主要应用领域 3

1.4本课程的任务和要求 5

习题与思考题 5

第2章 电力电子器件 6

2.1电力电子器件概述 6

2.1.1电力电子器件的分类 6

2.1.2电力电子系统的组成 7

2.2不可控器件——电力二极管 8

2.2.1电力二极管的基本结构 8

2.2.2PN结与电力二极管的工作原理 8

2.2.3电力二极管的基本特性 9

2.2.4电力二极管的主要参数 10

2.2.5电力二极管的主要类型 11

2.3半控型器件——晶闸管 12

2.3.1晶闸管的结构与工作原理 12

2.3.2晶闸管的基本特性 14

2.3.3晶闸管的主要参数 16

2.3.4晶闸管的派生器件 17

2.4典型全控型器件 19

2.4.1门极关断晶闸管（Gate Turn-Off Thyristor，GTO） 19

2.4.2电力晶体管（Giant Transistor，GTR） 21

2.4.3电力场效应晶体管 24

2.4.4绝缘栅双极型晶体管 28

2.5其他新型电力电子器件 33

2.6功率集成电路与集成电力电子模块 34

本章小结 35

习题与思考题 36

第3章 晶闸管整流电路 37

3.1单相可控整流电路 37

3.1.1单相半波可控整流电路 37

3.1.2单相桥式全控整流电路 41

3.1.3单相桥式半控整流电路 45

3.1.4单相全波可控整流电路 46

3.2三相可控整流电路 47

3.2.1三相半波可控整流电路 47

3.2.2三相桥式全控整流电路 51

3.3变压器漏抗对整流电路的影响 57

3.4整流电路的有源逆变状态分析 59

3.4.1逆变的概念 59

3.4.2三相桥式整流电路的有源逆变工作状态 61

3.4.3逆变失败与最小逆变角的限制 62

3.5大功率可控整流电路 63

3.5.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 63

3.5.2多重化整流电路 65

本章小结 67

习题与思考题 67

第4章 逆变电路 70

4.1逆变电路概述 70

4.1.1逆变电路的分类 70

4.1.2逆变电路的基本工作原理 70

4.1.3换流方式分类 71

4.2电压型逆变电路 73

4.2.1单相电压型逆变电路 73

4.2.2三相电压型逆变电路 75

4.3电流型逆变电路 76

4.3.1单相电流型逆变电路 77

4.3.2三相电流型逆变电路 78

4.4多电平逆变电路 80

4.4.1二极管钳位型三电平逆变电路 81

4.4.2电容钳位型多电平逆变电路 82

4.4.3具有独立直流电源的级联型多电平逆变电路 83

本章小结 85

习题与思考题 85

第5章 直流斩波电路 86

5.1斩波电路概述 86

5.2降压斩波电路 86

5.2.1负载电流连续时的工作原理 87

5.2.2负载电流断续时的工作原理 89

5.3升压斩波电路 89

5.4升降压斩波电路 90

5.4.1Guk斩波电路 92

5.4.2Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 93

5.5可逆斩波电路 94

5.5.1电流可逆斩波电路 94

5.5.2桥式可逆斩波电路 95

5.6开关电源技术 96

5.6.1开关电源 96

5.6.2电焊机电源 96

5.6.3蓄电池充电电源 97

本章小结 98

习题与思考题 98

第6章 交交变换电路 100

6.1交交变换电路概述 100

6.2交流无触点开关 100

6.3交流调压电路 103

6.3.1单相交流调压电路 103

6.3.2三相交流调压电路 106

6.4交流调功电路 111

6.5交流电力控制电路 112

6.5.1无功功率补偿 112

6.5.2可控串联补偿 114

6.6交交变频电路 115

6.6.1单相交交变频电路 115

6.6.2三相交交变频电路 117

6.7矩阵式变频电路 119

本章小结 122

习题与思考题 122

第7章 PWM控制技术与软开关技术 124

7.1PWM控制技术的基本原理 124

7.2PWM控制技术的基本概念 125

7.2.1计算法和调制法 125

7.2.2同步调制、异步调制和分段同步调制 127

7.2.3规则采样法 127

7.3PWM逆变电路及其控制方法 129

7.3.1单相桥式PWM逆变电路 129

7.3.2三相桥式PWM逆变电路 131

7.3.3电流跟踪型 131

7.3.4电压空间矢量控制技术 134

7.4PWM整流电路及其控制方法 135

7.4.1PWM整流电路的工作原理 135

7.4.2PWM整流电路的控制方法 137

7.5开关损耗、硬开关和软开关的基本概念及类型 139

7.5.1开关损耗和硬开关 139

7.5.2软开关的概念 140

7.5.3软开关电路的类型 141

7.6无源软开关技术 142

7.6.1吸收电路 142

7.6.2无源软开关技术 143

7.7有源软开关技术 147

7.8谐振型软开关技术 149

7.8.1DC/DC变换中的软开关技术 149

7.8.2DC/AC变换中的软开关技术 154

本章小结 155

习题与思考题 156

第8章 电力电子器件的应用基础 157

8.1电力电子器件的驱动电路 157

8.1.1电力电子器件驱动电路概述 157

8.1.2晶闸管的门极驱动电路 158

8.1.3GTO的门极驱动电路 159

8.1.4GTR的基极驱动电路 159

8.1.5电力MOSFET的驱动电路 161

8.1.6IGBT的栅极驱动电路 162

8.2电力电子器件的保护 163

8.2.1过电压保护 163

8.2.2过电流保护 164

8.2.3过热保护 165

8.3缓冲与吸收电路 165

8.4电力电子器件的串联和并联 166

8.4.1电力电子器件的串联 167

8.4.2电力电子器件的并联 168

本章小结 170

习题与思考题 170

第9章 电力电子技术的实际应用 171

9.1电力电子技术在单片机中的应用 171

9.1.1晶闸管触发脉冲的单片机实现技术 171

9.1.2晶闸管的同步检测 172

9.1.3触发脉冲控制的实现方法 175

9.1.4触发脉冲控制的软件设计 178

9.1.5晶闸管触发脉冲的驱动 186

9.2电力电子技术在电力系统的应用 187

9.2.1无功功率补偿器 187

9.2.2静止同步补偿器 189

9.3电力电子技术在新能源领域的应用 191

9.3.1光伏发电 191

9.3.2风力发电 192

9.4电力电子技术在电源技术中的应用 194

9.4.1开关电源 194

9.4.2不间断电源 195

9.4.3应急电源 197

9.5有源电力滤波器 198

本章小结 200

习题与思考题 200

第10章 MATLAB仿真技术 201

10.1电力电子器件仿真模型 201

10.1.1二极管仿真模型 201

10.1.2晶闸管仿真模型 202

10.1.3门极可关断晶闸管（GTO）仿真模型 203

10.1.4半导体场效应晶体管（MOSFET）仿真模型 205

10.1.5绝缘栅双极型晶体管（IGBT）仿真模型 207

10.2单相半波整流电路的仿真 208

10.3单相桥式全控整流电路的仿真 212

10.4三相半波整流电路的仿真 216

10.5三相桥式整流电路的仿真 219

10.6带电容滤波的单相不可控整流电路 222

10.7单相交流调压电路的仿真 224

10.8降压斩波电路的仿真 226

10.9升降压斩波电路的仿真 227

10.10单相电压型逆变电路的仿真 229

10.11电流型逆变电路的仿真 233

10.12PWM变流电路的仿真 236

10.13软开关电路的仿真 242

10.14有源软开关电路仿真 245

本章小结 247

习题与思考题 247

附录 名词术语中英文对照 248

参考文献 251