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前言页 1

绪论 1

一、电力电子技术的基本内容 1

二、电力电子技术的现状 5

三、电力电子技术的发展趋势 9

参考文献 12

第一章 电路运行条件对功率晶体管性能的影响 13

第一节 运行条件对功率晶体管安全工作区的影响 13

一、安全工作区的分类 13

二、正偏安全工作区 14

三、运行条件对功率晶体管安全工作区的影响 21

四、反偏安全工作区和短路安全工作区 25

第二节 运行条件对功率晶体管开关过程的影响 28

一、纯阻负载下功率晶体管的开关过程 29

二、纯阻负载下的开关损耗 32

三、电路运行条件对纯阻负载下开关时间的影响 33

四、感性负载下功率晶体管的开关过程 34

第三节 缓冲电路 39

一、缓冲电路的分类 39

二、有能耗缓冲电路和基本形式 40

三、基本假定及功率晶体管开关模型 40

四、关断期的换流过程分析 41

五、开通期的换流过程分析 44

六、开关损耗计算 45

七、基本缓冲电路的参数选择 49

八、有能耗缓冲电路的其它形式 50

九、无损耗缓冲电路 52

十、无缓冲技术 57

一、二级管在变流电路中的工作特点 58

第四节 电路运行条件对快速二级管性能的影响 58

二、对二极管性能的要求 61

第五节 功率晶体管基极驱动电路 61

一、基极驱动电路的分类 62

二、期望的基极电流波形 63

三、恒流式驱动电路 64

四、比例式(恒饱和度)驱动电路 66

参考文献 68

第二章 电路运行条件对晶闸管性能的影响 70

第一节 电路运行条件对晶闸管阻断能力的影响 71

一、主电压Ur对晶闸管阻断能力的影响 71

二、结温TJ对晶闸管阻断能力的影响 72

三、门极电流Ig对晶闸管阻断能力的影响 72

一、表征晶闸管开通性能的几项参数 73

第二节 电路运行条件对晶闸管开通性能的影响 73

四、电压上升率du/dt对晶闸管阻断能力的影响 73

二、开通性能参数的测量条件 75

三、电路运行条件对tgt的影响 76

四、电路运行条件对di/dt耐量的影响 76

第三节 电路运行条件对晶闸管关断速度的影响 78

一、晶闸管的关断过程 78

二、关断时间tq的测量条件 79

三、电路运行条件对关断时间的影响 80

四、关断方式 82

第四节 电路运行条件对晶闸管载流能力的影响 88

一、工频稳态下晶闸管的载流能力 88

二、工频稳态下额定电流ITaY的测试条件 89

三、电路运行条件对ITaY的影响 90

四、工频瞬态下的载流能力 91

五、高频工况下的载流能力 91

六、运行条件对高频载流能力的影响 92

第五节 晶闸管缓冲电路 95

一、开通缓冲电路 95

二、关断缓冲电路 95

第六节 晶闸管的门极驱动电路 100

一、对门极触发脉冲的要求 100

二、驱动电路的分类和基本结构 101

三、驱动电路实例 102

参考文献 105

第三章 电路运行条件对门极可关断晶闸管性能的影响 106

第一节 逆阻型门极可关断晶闸管的主要性能参数 106

一、通态电流 106

二、阻断电压 107

三、关断特性 107

一、设置缓冲电路的目的 108

第二节 门极可关断晶闸管的缓冲电路 108

四、安全工作区 108

二、缓冲电路的基本形式 109

三、基本假定和门极可关断晶闸管开关模型 109

四、关断换流过程分析 110

五、开通换流过程分析 112

六、开关损耗计算 113

七、门极可关断晶闸管的安全工作区 115

八、缓冲电路参数选择 117

第三节 门极可关断晶闸管的门极驱动电路 123

一、理想门极信号 123

二、驱动电路基本结构及分类 129

三、驱动电路示例 129

第四节 电路运行条件对最大门极可关断电流IAT0影响 135

一、IAT0的测试条件 135

四、缓冲电路参数对IAT0的影响 136

二、电压上升率对IAT0的影响 136

三、工作频率f对IAT0的影响 136

五、反向门极电流峰值Ig2对IAT0的影响 137

六、直流控制电源电压Ec对IAT0的影响 137

参考文献 138

第四章 电路运行条件对功率场效应晶体管性能的影响 140

第一节 功率场效应晶体管的主要特性 140

一、基本结构和分类 140

二、工作原理 142

三、正向输出特性 142

四、饱和区的电流转移特性 144

五、反向输出特性 145

二、导通电阻Ron的测量条件 147

三、电路运行条件对导通电阻Ron的影响 147

一、导通电阻Ron的构成 147

第二节 电路运行条件对导通电阻Ron的影响 147

第三节 电路运行条件对功率场效应晶体管安全工作区的影响 150

一、直流正偏安全工作区 150

二、功率场效应晶体管和功率晶闸管的直流正偏安全工作区的比较 152

三、电路运行条件对功率场效应晶体管安全工作区的影响 152

第四节 电路运行条件对功率场效应晶体管直流跨导的影响 154

一、工作状态和跨导的分类 154

二、跨导的测量条件 156

三、电路运行条件对直流跨导Gm的影响 156

第五节 电路运行条件对功率场效应晶体管开关过程的影响 158

一、功率场效应晶体管的等效电路 158

二、纯阻负载下功率场效应晶体管的开关过程分析 159

三、感性负载下功率场效应晶体管的开关过程分析 161

第六节 功率场效应晶体管的并联应用 170

一、导致功率场效应晶体管并联时电流不均的原因 170

二、静态电流不均分析 171

三、动态电流不均分析 172

四、并联运用中的寄生振荡及其抵制 175

第七节 功率场效应晶体管的栅极驱动电路 175

一、主电路的基本组态 175

二、对栅极驱动电路的共同要求与脉冲参数 175

三、共源电路的驱动电路 177

四、共漏电路的驱动电路 177

五、转换开关电路的驱动电路 177

参考文献 179

第五章 直流变换电路 181

第一节 概述 181

一、直流变换电路的分类 181

二、直流电压变换电路的基本用途和要求 182

一、理想条件下的电路工况 183

第二节 单象限降压型电路 183

二、电流断续时的工况 186

三、考虑电感L0的直流内阻rL时的工况 187

四、考虑开关器件损耗时的工况 188

五、考虑输出滤波电容C0为有限值时的工况 188

六、考虑电源内阻r1时的工作情况 188

七、降压型电路的应用示例 189

第三节 单象限升压型直流变换电路 195

一、理想条件下的电路工况 195

二、电路断续时的工况 196

三、考虑电感内阻rL时的工况 197

第四节 单象限升/降压型直流变换电路 198

一、理想条件下的工况 198

二、电流断续时的工况 200

三、考虑电感内阻rL时的情况分析 201

二、丘克电路 202

第五节 单象限丘克电路 202

一、级联式升/降压变换电路 202

第六节 双象限直流电压变换电路 209

一、双象限电路的分类 209

二、输出平均电流极性为可变的直流变换电路 210

三、输出平均电压极性为可变的直流变换电路 218

第七节 四象限桥式直流变换电路 221

一、四象限桥式直流变换电路的分类 221

二、双极性全桥电路 223

三、单极性全桥电路(同频方式) 225

四、倍频式单极性全桥电路 227

第八节 四象限丘克电路 232

一、工作原理 232

二、丘克电路的实际形式 233

参考文献 233

一、工业特殊交流电源的分类 235

第六章 逆变电路 235

第一节 概述 235

二、逆变电路的基本用途 236

三、逆变电路的基本结构和分类 237

第二节 电压型单相桥式逆变电路 238

一、基本假定 238

二、半桥逆变电路 238

三、全桥逆变电路 243

第三节 电压型单相桥式电路输出电压的调节 249

一、逆变电路输出端调压方式分类 249

二、相控整流调压方式 249

三、直流斩波调压方式 249

四、桥间移相调压方式 251

五、桥内移相调压方式 253

六、双极性正弦波脉宽调制调压方式 255

七、单极性正弦波脉宽调制调压方式 262

八、脉宽调制调压性能分析 265

九、单相脉宽调制桥式逆变电路应用实例 266

第四节 电压型三相桥式逆变电路 269

一、控制极脉宽θg=π，纯阻负载时工作情况分析 269

二、θg=π，φ〈π/3感性负载时电路工作情况分析 273

三、θg=π，φ〈π/3感性负载时电路工作情况分析 277

四、θg=π电动机负载时的工作情况 277

五、θg=2π/3纯阻负载时的工作情况 282

六、θg=2π/3感性负载时的工作情况 285

七、θg=2π/3电动机负载下的工作情况 286

第五节 三相电压型逆变电路输出电压的调节 286

一、采用正弦波脉宽调制调压方式的三相半桥逆变电路 287

二、正弦波调制信号的产生 289

三、采用三相全桥结构的高压方式 292

第六节 逆变输出电压波形的改善 293

一、输出电压谐波含量对电源性能的影响 293

二、改善输出电压波形的主要技术措施 295

三、采用附加输出滤波器以改善输出电压波形 296

四、逆变电路采用多重化结构 299

五、采用脉宽调制控制方式 301

六、采用新的主电路结构 315

第七节 三相电压型逆变电路应用实例 316

一、270KVA门极可关断晶闸管交流调速电源 316

二、采用大规模专用集成电路以实现正弦波脉宽调制控制 318

参考文献 321

第七章 交流变换电路 323

第一节 概述 323

一、输出电压谐波含量及电压增益 324

第二节 理想条件下斩控式单相交流调压电路的工作情况 324

二、输入电流is和输出电流io 325

三、RL负载下is和io的频谱 326

四、电源功率因数λ0 327

第二节 有关单相交流调压器几个具体问题的讨论 329

一、双向功率开关及其缓冲电路 329

二、载波频率的选择和滤波后的输出电流 331

三、交流高压电路的非互补控制方式 332

第三节 斩控式三相交流调压电路 333

一、互补控制式三相调压电路 333

二、非互补控制式三相调压电路 334

第四节 调压调相和直接变频电路 336

一、调压调相电路 336

二、直接变频电路 337

参考文献 339

一、整流电路的分类 340

第八章 整流电路 340

第一节 概述 340

二、传统相控式低频整流电路的优缺点 341

三、整流电路的理想状态 345

第二节 电压型单相斩控式整流电路 345

一、理想模型 345

二、模型电路分析 346

三、电压型单相斩控式整流电路 349

第三节 电流型单相斩控式整流电路 359

一、理想模型 359

二、模型电路分析 360

三、电流型单相斩控式整流电路 362

四、由晶闸管组成的电流型斩控式整流电路 362

第四节 斩控式三相整流电路 366

参考文献 366