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绪论 1

第1章 不可控电力电子器件 5

1.1 电力二极管的功能、分类与电路符号 6

1.1.1 电力二极管的功能 6

1.1.2 电力二极管的符号 6

1.1.3 电力二极管的分类 6

1.2 电力二极管的参数与标识 7

1.2.1 电力二极管的命名与标识方法 7

1.2.2 电力二极管的参数 8

1.3 电力二极管的特性 8

1.3.1 电力二极管的伏安特性 8

1.3.2 电力二极管的开关特性 8

1.4 电力二极管的结构与作用 9

1.4.1 电力二极管结构 9

1.4.2 电力二极管的作用 10

1.5 电力二极管模块 10

1.5.1 电力二极管模块的主要参数 10

1.5.2 单、双二极管模块 10

1.6 其他电力二极管 11

1.6.1 快恢复二极管 11

1.6.2 肖特基二极管 12

1.7 电力二极管的选用原则 12

1.8 电力二极管的检测 12

1.9 散热措施 13

1.9.1 散热的原理与重要性 13

1.9.2 电力二极管散热器及其安装 13

第2章 半控型元件 15

2.1 晶闸管的功能、分类与电路符号 16

2.1.1 晶闸管的功能 16

2.1.2 晶闸管的符号 16

2.1.3 晶闸管的分类 16

2.2 晶闸管的参数与标识 16

2.2.1 晶闸管的命名与标识方法 16

2.2.2 晶闸管的参数 17

2.3 晶闸管的静态特性与动态特性 18

2.3.1 晶闸管的静态特性 18

2.3.2 晶闸管的动态特性 19

2.4 晶闸管的结构与作用 19

2.4.1 晶闸管的结构 19

2.4.2 晶闸管的作用 20

2.5 其他半控型器件 20

2.5.1 快速晶闸管 20

2.5.2 双向晶闸管 21

2.5.3 光控晶闸管 22

2.5.4 逆导晶闸管 22

2.5.5 静电感应晶闸管 23

2.5.6 MOS控制晶闸管 23

2.5.7 普通晶闸管与GTO的区别 24

2.6 晶闸管的触发电路 24

2.6.1 对触发电路的基本要求 24

2.6.2 触发电路的形式 25

2.6.3 单结晶体管触发电路 26

2.6.4 集成化触发电路 26

2.7 半控型器件的选用原则与检测 28

2.7.1 半控型器件的选用 28

2.7.2 半控型器件的检测 28

第3章 全控型元件 31

3.1 绝缘栅双极晶体管的功能、分类与电路符号 32

3.1.1 绝缘栅双极晶体管的功能 32

3.1.2 绝缘栅双极晶体管的符号 32

3.1.3 绝缘栅双极晶体管的分类 32

3.2 绝缘栅双极晶体管的参数与标识 32

3.2.1 绝缘栅双极晶体管的命名与标识方法 32

3.2.2 绝缘栅双极晶体管的参数 33

3.3 绝缘栅双极晶体管的特性与作用 33

3.3.1 绝缘栅双极晶体管的结构特性 33

3.3.2 绝缘栅双极晶体管的作用 35

3.4 其他全控型元件 35

3.4.1 门极可断晶闸管 35

3.4.2 电力晶体管 36

3.4.3 电力MOS场效应管 39

3.4.4 静电感应晶体管 41

3.4.5 双极型静电感应晶体管 41

3.4.6 电子注入增强栅晶体管 42

3.4.7 绝缘栅双极晶体管与电力GTR、电力MOSFET的区别 42

3.5 门极控制技术 43

3.5.1 栅极电压的选择 43

3.5.2 几种典型IGBT栅极驱动方式 43

3.5.3 IGBT的保护 43

3.6 门极驱动特性 44

3.6.1 栅极驱动电压 44

3.6.2 对电源的要求 44

3.6.3 对驱动功率的要求 44

3.6.4 栅极电阻及栅极布线要求 44

3.6.5 隔离问题 45

3.7 门极控制信号波形分析 45

3.8 门极驱动型式 45

3.8.1 脉冲变压器驱动电路 45

3.8.2 光耦隔离驱动电路 46

3.9 绝缘栅双极晶体管的选用原则与检测 47

第4章 电力电子器件保护与驱动电路 49

4.1 晶闸管（SCR）的保护、缓冲电路与驱动电路 50

4.1.1 晶闸管（SCR）的保护电路 50

4.1.2 过电流保护 54

4.1.3 晶闸管的串联、并联 57

4.1.4 晶闸管的缓冲电路 59

4.1.5 晶闸管的门极驱动电路 63

4.2 GTR的驱动与保护电路 65

4.2.1 GTR驱动电路的设计原则 65

4.2.2 基极驱动电路的基本形式 67

4.2.3 过电流的检测与保护 74

4.3 GTR的缓冲电路 77

4.3.1 概述 77

4.3.2 耗能式缓冲电路 78

4.3.3 馈能式缓冲电路 81

4.3.4 无缓冲技术 81

4.4 功率场效应晶体管（Power MOSFET）栅极驱动与保护电路 83

4.4.1 栅极驱动特性 84

4.4.2 栅极驱动电路 86

4.4.3 功率场效应晶体管并联应用 94

4.4.4 使用中的保护措施 94

4.5 门关断晶闸管（GTO）的缓冲电路 95

4.5.1 缓冲电路的工作原理 96

4.5.2 缓冲电路的作用 98

4.5.3缓冲电路的参数估算与安装工艺 99

4.6 GTO的过电流保护电路 100

4.6.1 过电流的产生与GTO的过电流特性 100

4.6.2 状态识别过电流保护法 101

4.6.3 桥臂互锁保护法 103

4.6.4 逆变器的过电流保护 104

4.6.5 门极电路的过电流保护 107

第5章 电力电子器件典型电路及其应用 109

5.1 整流电路 110

5.1.1 单相半波晶闸管可控整流电路 110

5.1.2 单相全波晶闸管可控整流电路 116

5.1.3 单相桥式晶闸管全控整流电路 118

5.1.4 二相零式晶闸管整流电路 125

5.1.5 二相式晶闸管整流电路 125

5.1.6 三相可控整流电路 125

5.1.7 多重化整流电路 137

5.2 斩波电路 139

5.2.1 DC-DC变换的基本控制方式 139

5.2.2 基本DC变换器 141

5.2.3 晶闸管斩波器 154

5.2.4 桥式可逆斩波器 158

5.3 交流变换电路 161

5.3.1 交流电力电子开关 161

5.3.2 交流调压电路 165

5.4 逆变电路 174

5.4.1 单相逆变器 174

5.4.2 三相逆变器 178

第6章 新型的电力电子器件模块 193

6.1 概述 194

6.2 半导体二极管模块 194

6.2.1 半导体二极管模块的主要参数 194

6.2.2 单、双二极管模块 195

6.2.3 单相全桥二极管整流模块 197

6.2.4 三相半桥二极管整流模块 199

6.2.5 三相全桥二极管整流模块 200

6.3 高压集成电路 201

6.4 智能功率集成电路 203

6.5 晶闸管模块 211

6.5.1 晶闸管模块的主要参数 212

6.5.2 普通单、双晶闸管模块 212

6.5.3 普通晶闸管／整流管模块 214

6.5.4 单相半控桥晶闸管模块和单相全控桥晶闸管模块 216

6.5.5 单相半控桥＋整流管模块和单相全控桥＋整流管模块 218

6.5.6 本相半控桥晶闸管模块和三相全控桥晶闸管模块 221

6.5.7 三相半控桥＋整流管模块和三相全控桥＋整流管模块 221

6.6 固态继电器 223

6.7 恒流恒压控制模块应用 225

第7章 电力电子装置及应用 229

7.1 开关电源 230

7.1.1 直流稳压电源概述 230

7.1.2 开关电源的设计 231

7.2 不间断电源 235

7.3 静止无功补偿装置 239

7.3.1 晶闸管控制电抗器 239

7.3.2 晶闸管投切电容器 240

7.3.3 静止无功发生器 240

7.4 电力储能系统 241

7.5 电力电子器件的发热与散热 245

7.5.1 电力电子器件的发热 246

7.5.2 电力电子器件的散热 247

7.6 电力电子技术在可再生能源中的应用 250

7.6.1 电力电子技术在光电电力系统中的应用 251

7.6.2 电力电子技术在风力电力系统中的应用 254

7.7 柔性交流输电系统 257

参考文献 259