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第1章 电力电子技术的基本概况 1

小结 12

习题 12

第2章 电力电子器件概述 13

2.1 简介 13

2.2 功率二极管 13

2.2.1 功率二极管的基本特性 13

2.2.2 功率二极管的主要参数 14

2.2.3 几种常用的功率二极管 15

2.3 晶闸管 16

2.3.1 晶闸管的基本特性 16

2.3.2 晶闸管的主要参数 17

2.3.3 几种常用的晶闸管 20

2.4 可控开关的理想特性 20

2.5 双极结型晶体管和达林顿管 23

2.5.1 双极结型晶体管和达林顿管的基本特性 23

2.5.2 BJT的主要参数 24

2.6 电力场效应晶体管 25

2.6.1 电力场效应晶体管的基本特性 25

2.6.2 电力场效应晶体管的主要参数 26

2.7 门极可关断晶闸管 28

2.7.1 门极可关断晶闸管的基本特性 28

2.7.2 门极可关断晶闸管的主要参数 29

2.8 绝缘栅双极晶体管 30

2.8.1 绝缘栅双极晶体管的基本特性 30

2.8.2 绝缘栅双极晶体管的主要参数 30

2.9 MOS控制晶闸管 31

2.9.1 MOS控制晶闸管的基本特性 31

2.9.2 MCT的主要参数 32

2.10 可控开关的比较 32

2.11 驱动和吸收电路 33

2.12 半导体功率器件的选择 34

小结 34

习题 35

第3章 非正弦周期电路的基本概念 36

3.1 正弦稳态过程的功率定义 37

3.2 正弦电压源激励下的似稳态过程 38

3.3 似稳态过程计算中应注意的几个问题 40

3.4 电压换向的整流电路 43

3.5 平均功率和电流有效值 46

3.6 稳态时交流正弦电压、电流波形 47

3.7 非正弦周期电路分析 51

3.7.1 非正弦周期信号 51

3.7.2 稳态下的非正弦周期信号 51

3.7.3 傅里叶级数的三角形式 52

3.7.4 线路电流的畸变 55

3.7.5 功率和功率因数 56

小结 57

习题 57

第4章 二极管整流电路 59

4.1 简介 59

4.2 整流电路的基本概念 59

4.2.1 纯电阻负载 60

4.2.2 感性负载 60

4.2.3 含直流电压源的负载 62

4.3 单相桥式二极管整流电路 62

4.3.1 Ls=0的理想电路 63

4.3.2 Ls对换流过程的影响 67

4.3.3 直流侧接恒定电压源的情况ud(t)=Ud 71

4.3.4 实际的二极管桥式整流电路 74

4.4 单相双重电压整流电路 79

4.5 单相整流电路对三相四线制系统的中线电流的影响 80

4.6 三相全桥整流电路 82

4.6.1 Ls=0的理想电路 82

4.6.2 Ls对换流过程的影响 85

4.6.3 实际三相二极管桥式整流电路 89

4.7 单相整流电路与三相整流电路的比较 90

4.8 开通时的瞬间冲击电流和过电压 91

4.9 电流谐波和低功率因数的影响与对应的改善措施 91

小结 92

习题 92

附录 95

第5章 工频交流输入的晶闸管整流与逆变运行 100

5.1 简介 100

5.2 晶闸管电路及其控制 101

5.2.1 晶闸管的基本电路 101

5.2.2 晶闸管的门极触发 102

5.2.3 一般的晶闸管整流器 103

5.3 单相整流器 104

5.3.1 Ls=0和id(t)=Id的理想电路 104

5.3.2 Ls的影响 107

5.3.3 实际的晶闸管整流器 109

5.3.4 单相桥式整流器的逆变运行 111

5.3.5 交流电压的波形 113

5.4 三相整流器 113

5.4.1 理想的三相整流器 113

5.4.2 Ls的影响 117

5.4.3 实际的三相桥式整流电路 121

5.4.4 三相桥式整流电路的逆变运行 123

5.4.5 交流侧电压波形 123

5.5 多脉冲整流电路 126

5.5.1 三相整流电路的串联 127

5.5.2 两整流电路的并联运行 129

5.6 基于网络换流整流电路的简单说明 133

5.6.1 全波整流结构 134

5.6.2 半控整流结构 134

5.6.3 具有续流支路的整流结构 134

5.7 网络换流整流电路的应用 135

5.7.1 双向整流电路 135

5.7.2 交-交变频器 137

5.7.3 高压直流输电系统 140

小结 142

习题 143

第6章 开关模式的直流斩波器 147

6.1 概述 147

6.2 直流斩波器的控制 148

6.3 降压斩波器（Buck斩波器） 149

6.3.1 连续导通模式 151

6.3.2 开关的连续与断续导通边界 152

6.3.3 电流断续导通模式 152

6.3.4 输出电压的纹波 155

6.4 升压斩波器（Boost斩波器） 156

6.4.1 升压斩波器的连续导通模式 157

6.4.2 连续和断续导通模式的边界 157

6.4.3 升压斩波器的断续导通模式 158

6.4.4 器件的寄生效应 160

6.4.5 输出电压的纹波 161

6.5 升降压斩波器（Buck-Boost斩波器） 161

6.5.1 连续导通模式 162

6.5.2 Buck-Boost斩波器的连续和断续导通边界 163

6.5.3 断续导通模式 164

6.5.4 Buck-Boost斩波器的寄生效应 165

6.5.5 输出电压的纹波 165

6.6 Cúk直流斩波器 166

6.7 全桥直流斩波器 169

6.7.1 双极性PWM开关 171

6.7.2 单极性PWM开关模式 173

6.8 直流斩波器的比较 175

小结 176

习题 177

第7章 逆变电路 180

7.1 引言 180

7.1.1 实现逆变的基本概念 180

7.1.2 逆变器的分类 183

7.2 开关器件的换流方式 184

7.3 电压型方波逆变器 187

7.3.1 单相逆变电路 187

7.3.2 三相逆变器 189

7.4 逆变器的PWM调制技术 192

7.4.1 PWM调制技术的基本思想 192

7.4.2 SPWM调制的有关概念 194

7.4.3 方波输出模式 201

7.5 单相SPWM逆变器 202

7.5.1 单相单桥臂逆变器 202

7.5.2 单相全桥逆变器 203

7.5.3 单相逆变器的开关利用率 213

7.6 三相PWM逆变器 215

7.6.1 三相电压型逆变器的PWM控制方式 215

7.6.2 三相逆变器的方波工作方式 218

7.6.3 三相逆变器的开关利用率 219

7.6.4 三相逆变器输出电压的纹波 220

7.6.5 三相逆变器直流侧电流id 221

7.6.6 三相逆变器中开关器件的导通 222

7.7 PWM逆变器桥臂封锁时间对电压的影响 224

7.8 逆变器的其他电路结构和控制 227

7.8.1 多重逆变电路和多电平逆变电路 227

7.8.2 电流调节模式（电流模式） 232

7.8.3 结合变压器的谐波消除模式 233

7.9 逆变器的整流运行模式 234

7.10 电流型逆变电路 235

7.10.1 单相电流型逆变电路 236

7.10.2 三相电流型逆变电路 239

小结 242

习题 244

第8章 吸收电路 247

8.1 吸收电路的功能与类型 247

8.2 二极管吸收电路 248

8.2.1 容性吸收电路 248

8.2.2 增加吸收电阻的效果 250

8.2.3 吸收电路分析 252

8.3 晶闸管吸收电路 255

8.4 功率晶体管的吸收电路 257

8.5 关断吸收电路 258

8.6 过电压吸收电路 262

8.7 导通吸收电路 263

8.8 桥路结构的吸收电路 265

8.9 GTO吸收电路的考虑 267

小结 269

习题 269

第9章 器件的温升与散热 271

9.1 半导体器件的温升控制 271

9.2 热量的传导 272

9.2.1 热阻 272

9.2.2 暂态热阻抗 274

9.3 散热片 277

9.4 热量的辐射和对流 279

9.4.1 根据热量辐射定义的热阻 279

9.4.2 热的对流及其热阻 279

9.4.3 散热片和周围环境之间的热量计算 280

小结 282

习题 282

第10章 器件的磁设计 283

10.1 磁性材料及磁芯 283

10.1.1 用作磁芯的磁性材料 283

10.1.2 磁滞损耗 284

10.1.3 趋肤效应的限制 288

10.1.4 叠片磁芯的涡流损耗 289

10.1.5 磁芯的尺寸和形状设计 291

10.2 铜线绕组 292

10.2.1 铜线填充系数 292

10.2.2 铜损 292

10.2.3 铜线导体的趋肤效应 293

10.3 发热问题 294

10.4 具体电感的设计 296

10.4.1 电感的参数 296

10.4.2 电感的特性 296

10.4.3 电感值L 297

10.4.4 电感的温度 297

10.4.5 电感过载时的热点温度 298

10.5 电感设计程序 298

10.5.1 电感设计基础：电感的储能 299

10.5.2 电感设计例程 299

10.5.3 尝试性的电感设计程序 303

10.5.4 举例说明电感的设计 303

10.6 变压器设计的具体分析 306

10.6.1 变压器的参数 306

10.6.2 变压器的电气特性 306

10.6.3 变压器的温度 308

10.6.4 过载时的变压器温度 308

10.7 涡流 309

10.7.1 邻近效应 309

10.7.2 最佳导线尺寸和最小铜损 310

10.7.3 电感线圈损耗（铜损）的减少 311

10.7.4 变压器的绕组分段对减少涡流损耗所起的作用 312

10.7.5 绕线的优化 313

10.8 变压器的漏感 315

10.9 变压器的设计程序 316

10.9.1 变压器的设计基础：额定功率 316

10.9.2 变压器单向设计例程 317

10.9.3 举例说明变压器设计 321

10.10 电感和变压器的比较 325

小结 325

习题 326

主要参考文献 328