功率变换开关技术电力电子的核心理论 修订版PDF电子书下载

第1章 电力电子变换技术的概况 1

1.1开关和功率变换电路 1

1.2功率变换原理 3

1.3电力电子与功率变换电路 4

1.3.1电压源和电流源的定义 5

1.3.2功率变换器的输入输出特性 5

1.3.3对变换电路的等价电源电路表示 6

1.3.4等价电源和等价负载的分类 8

1.4功率变换的系统构成 9

1.5在电力电子中的应用 10

1.6 EMC问题 11

综合问题 12

第2章 半导体开关器件 13

2.1硅半导体物理性质的基本内容 13

2.2 pn结和二极管 15

2.2.1 pn结二极管 15

2.2.2 pin二极管 18

2.2.3少数载流子累积效应和异常电压 19

2.2.4缓冲电路 20

2.2.5缓冲电路设计 21

2.3电力晶体管 22

2.4晶闸管 24

2.4.1 4层结构pnpn器件的特征 24

2.4.2唯一的他励关断器件 25

2.4.3双向导通晶闸管——双向晶闸管 27

2.5 GTO晶闸管及GCT晶闸管 27

2.6 MOSFET 30

2.6.1 DMOSFET 31

2.6.2 TMOSFET 32

2.7 IGBT 33

2.7.1沟槽型IGBT 34

2.7.2 PM和IPM 35

2.8肖特基势垒二极管 37

2.9开关器件的特性与分类 37

2.9.1开关器件的基本特性 37

2.9.2各种开关器件及其特征 39

2.9.3二极管：状态控制器件 40

2.10功率器件的使用方法 40

2.10.1门极驱动 40

2.10.2器件散热 41

2.10.3异常电压保护 42

2.10.4异常电流保护 42

综合问题 42

第3章 功率变换的内容分类及体系化 44

3.1基本电路拓扑及SDA编号 44

3.2功率变换方式分类 46

3.2.1环路切换型功率变换 46

3.2.2电源切换型功率变换 47

3.2.3复合型功率变换 49

3.2.4基本功率变换方式的比较 49

3.3 SDA的等效电子开关表示 50

3.4对本书采用的新概念和新术语的说明 50

3.4.1持流电抗器和链接电容器的作用 51

3.4.2持流电感的功能与作用 52

综合问题 52

第4章 直流-直流变换 53

4.1降压斩波器 53

4.2升压斩波器 55

4.3升降压斩波器 56

4.4斩波器的动作模式和动作分析方法 58

4.4.1电流连续模式和状态平均法 58

4.4.2电流不连续模式和能量平衡法 60

4.4.3作为负载的斩波器的功能 62

4.4.4电路动作的计算机仿真 67

4.5两象限运行与四象限运行的斩波电路 70

4.5.1两象限运行的斩波电路 71

4.5.2四象限运行的斩波电路 73

4.5.3四象限斩波电路的控制 75

4.5.4环路切换型功率变换的要点 77

4.5.5开关器件的死区时间 80

4.6隔离型变换电路和DC-DC变换器 80

4.6.1两绕组电抗器 81

4.6.2两绕组电抗器和反激变换器 82

4.6.3变压器和正激变换器 84

4.6.4全桥DC-DC变换器 86

4.7直流-直流变换电路的应用与特征 89

4.7.1在光伏发电逆变单元中的应用 90

4.7.2对直流-直流变换装置特点的讨论 92

综合问题 92

第5章 直流-交流变换 94

5.1单相逆变器 94

5.1.1基于PWM的交流变换基本概念 95

5.1.2等价电源 97

5.2三相逆变器 100

5.2.1基于PWM的三相交流的产生 101

5.2.2空间矢量法——统一处理三相数值的方法 103

5.2.3三相交流电路的空间矢量表示 105

5.2.4空间矢量的旋转坐标系表示 108

5.2.5基于空间矢量的功率计算 112

5.2.6三相逆变器中电压空间矢量的产生 113

5.2.7采用空间矢量的逆变器驱动电路分析 121

5.2.8同步PWM和异步PWM 124

5.3形成电流源的三相逆变器 125

5.3.1电流源型逆变器 126

5.3.2具有电流控制环的电流型逆变器 128

5.4高压逆变器和大功率逆变器 133

5.4.1三电平逆变器（NPC逆变器） 133

5.4.2三电平逆变器的控制 135

5.4.3级联式逆变器 137

综合问题 141

第6章 交流-直流变换 143

6.1电容输入型整流电路 143

6.1.1单相半波整流电源与偏磁现象 143

6.1.2单相全波电容输入型整流电路 145

6.1.3电容输入型三相桥式整流电路 148

6.1.4倍压整流电路和多倍压整流电路 148

6.1.5各种电容器 150

6.2扼流圈输入式全波整流电路 151

6.2.1三相二极管桥式整流电路 152

6.2.2六相半波和两相半波整流电路 153

6.2.3三相桥式可控整流电路 154

6.2.4三相整流电路换流重叠现象 158

6.2.5可控整流电路的逆变过程 159

6.2.6三相整流电路的一些概念定义 162

6.2.7多重化整流电路——大功率用整流电路 163

6.2.8直流电抗器和交流电抗器 167

6.3其他整流电路 168

6.3.1复合整流电路Ⅰ：功率因数校正变换器 168

6.3.2复合整流电路Ⅱ：电压可调变换器 170

6.3.3 PWM变换器 171

综合问题 174

第7章 交流-交流变换 177

7.1间接构成交流-交流变换 177

7.1.1电流型交流-交流变换电路 177

7.1.2电压型交流-交流变换电路 178

7.2直接构成交流-交流变换 179

7.2.1周波变换器 180

7.2.2循环电流型周波变换器 182

7.2.3矩阵变换器 183

7.3交流开关 186

7.3.1小容量交流开关的电阻电路控制 186

7.3.2大中容量交流开关的应用 187

综合问题 190

第8章 其他开关技术 191

8.1基于MOSFET的同步控制装置 191

8.1.1MOSFET端电压及电流特性 191

8.1.2同步控制二极管在直流斩波电路中的应用 191

8.1.3同步控制二极管在正激变换电路中的应用 194

8.2高频逆变器 195

8.3变换电路中的软开关技术 197

8.3.1采用整个电路串联谐振的DC-DC变换电路 197

8.3.2单个器件的软开关技术 201

综合问题 206

第9章 电力电子技术的系统应用 207

9.1交流电动机的变频传动 207

9.1.1感应电动机的电压源驱动：V/f控制 207

9.1.2感应电动机的电流源驱动：转矩线性化控制 210

9.1.3通用逆变器 213

9.1.4空调等家用电器 213

9.1.5抽水电机和风力发电机 214

9.1.6有轨电力机车、动车的驱动 215

9.1.7船舶推进 216

9.2电力系统中的应用 216

9.2.1直流输电和频率变换 216

9.2.2有源滤波器 217

9.2.3无功补偿装置：SVC装置 219

9.2.4不间断电源装置 219

9.3其他应用技术 220

9.3.1高频加热和电磁灶 220

9.3.2独立分布式电源 221

9.3.3荧光灯用逆变器 222

9.3.4 LED照明 223

9.4一种快速充电器 224

9.4.1AC-DC变换电路设计 225

9.4.2直流链接电容器容量 226

9.4.3全桥变换电路设计 227

9.5未来的电力工程技术 228

综合问题 229

参考文献 230

综合问题解答 232