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概述 1

第1章 电力二极管与晶闸管 4

1.1 电力二极管 4

1.1.1 电力二极管的工作原理 4

1.1.2 电力二极管的特性与参数 5

1.2 晶闸管 7

1.2.1 晶闸管的工作原理 7

1.2.2 晶闸管的特性与参数 9

1.3 晶闸管的派生器件 15

1.3.1 快速晶闸管 15

1.3.2 双向晶闸管 15

1.3.3 逆导晶闸管 16

1.3.4 光控晶闸管 17

思考题与习题 17

2.1.1 GTO的工作原理 20

第2章 全控型电力电子器件 20

2.1 门极可关断晶闸管(GTO) 20

2.1.2 GTO的特性 21

2.2 电力晶体管 22

2.2.1 电力晶体管的工作原理 22

2.2.2 电力晶体管的特性与参数 23

2.2.3 电力晶体管的基极驱动电路及保护 26

2.3 电力场控晶体管 30

2.3.1 VDMOS的工作原理 30

2.3.2 VDMOS的特性与参数 31

2.3.3 VDMOS的安全工作区 33

2.4 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 34

2.4.1 IGBT的工作原理 34

2.4.2 IGBT的特性与参数特点 35

2.4.3 IGBT功率模块 37

2.4.4 IGBT的栅极驱动电路及保护 39

2.5 静电感应晶体管(SIT) 42

2.5.1 SIT的工作原理 43

2.5.2 SIT的特性 43

2.6 静电感应晶闸管(SITH) 44

2.6.1 SITH的工作原理 44

2.6.2 SITH的特性 44

思考题与习题 45

第3章 晶闸管可控整流电路 46

3.1 单相可控整流电路 46

3.1.1 单相半波可控整流电路 46

3.1.2 单相全控桥式整流电路 51

3.1.3 单相半控桥式整流电路 54

3.2.1 三相半波可控整流电路 57

3.2 三相可控整流电路 57

3.2.2 三相全控桥式整流电路 60

3.3 可控整流电路的换相压降 62

3.4 晶闸管的触发电路 64

3.4.1 对触发电路的要求 64

3.4.2 晶闸管触发电路 65

3.4.3 触发脉冲与主电路电压的同步 72

思考题与习题 74

第4章 直流变换电路 76

4.1 降压变换电路 76

4.2 升压变换电路 79

4.3 升降压变换电路 81

4.4 库克变换电路 83

4.5 全桥直流变换电路 85

4.5.1 双极性电压开关PWM控制方式 86

思考题与习题 87

4.5.2 单极性电压开关PWM控制方式 87

第5章 逆变电路 89

5.1 电力器件的换流方式 89

5.2 有源逆变电路 90

5.2.1 有源逆变的工作原理 90

5.2.2 三相半波有源逆变电路 92

5.2.3 三相桥式有源逆变电路 92

5.2.4 有源逆变最小逆变角βmin的限制 93

5.3 无源逆变电路 94

5.3.1 无源逆变电路的工作原理 94

5.3.2 无源逆变电路的分类 95

5.3.3 无源逆变器的用途 95

5.4 电压型逆变电路 95

5.4.1 电压型单相半桥逆变电路 95

5.4.2 电压型单相全桥逆变电路 96

5.4.3 电压型三相桥式逆变电路 97

5.4.4 电压型逆变电路的特点 99

5.5 电流型逆变电路 100

5.5.1 电流型单相桥式逆变电路 100

5.5.2 电流型三相桥式逆变电路 100

5.5.3 电流型逆变电路的特点 101

5.6 负载换流式逆变电路 102

5.6.1 并联谐振式逆变电路 102

5.6.2 串联谐振式逆变电路 104

5.7 脉冲宽度调制(PWM)型逆变电路 105

5.7.1 PWM控制的基本原理 105

5.7.2 单相PWM逆变电路 105

5.7.3 三相桥式PWM逆变电路 107

5.7.4 PWM逆变电路的优点 108

思考题与习题 108

6.1.1 单相交流调压电路 109

第6章 交流变换电路 109

6.1 交流调压电路 109

6.1.2 三相交流调压电路 113

6.2 交-交变频电路 113

6.2.1 单相输出交-交变频电路 114

6.2.2 三相输出交-交变频电路 116

6.2.3 交-交变频电路输出频率上限的限制 117

6.2.4 交-交变频器的优缺点 117

思考题与习题 118

第7章 电力电子装置举例 119

7.1 开关电源 119

7.1.1 开关电源的工作原理 119

7.1.2 隔离式高频变换电路 121

7.1.3 开关电源的应用 123

7.2 有源功率因数校正装置 126

7.2.2 PFC集成控制电路UC3854及其应用 127

7.2.1 有源功率因数校正的工作原理 127

7.3 不间断电源 130

7.3.1 UPS的分类 130

7.3.2 UPS中的整流器 131

7.3.3 UPS中的逆变器 132

7.3.4 UPS的静态开关 133

7.4 静止无功补偿装置 134

7.4.1 晶闸管控制电抗器(TCR) 134

7.4.2 晶闸管投切电容器(TSC) 135

7.4.3 静止无功发生器(SVG) 136

7.5 变频调速装置 137

7.5.1 变频调速的基本控制方式 137

7.5.2 变频调速装置的分类 138

7.5.3 SPWM变频调速装置 139

参考文献 141