电力电子技术 第2版PDF电子书下载

0绪论 1

0.1概述 1

0.2电力电子器件 3

0.3电力电子器件今后的发展方向 4

0.4电能变换的基本类型 5

0.5电力电子技术的发展 6

0.6电力电子技术的应用 9

0.7课程性质与学习方法 15

1电力电子器件 16

1.1电力电子器件的特点与分类 16

1.1.1电力电子器件的特点 16

1.1.2电力电子器件的分类 16

1.2功率二极管 17

1.2.1功率二极管的主要类型 17

1.2.2 PN结型功率二极管基本结构、工作原理和基本特性 18

1.2.3肖特基势垒二极管 20

1.2.4功率二极管的主要参数 21

1.3晶闸管及派生器件 21

1.3.1晶闸管的结构和工作原理 21

1.3.2晶闸管的工作特性及主要参数 23

1.3.3晶闸管的触发 29

1.3.4派生晶闸管器件 30

1.4门极可关断晶闸管（GTO） 31

1.4.1 GTO的结构和工作原理 31

1.4.2 GTO的特性及主要参数 33

1.4.3 GTO的驱动电路 36

1.4.4 GTO的最大可关断阳极电流和电流关断增益 37

1.5功率晶体管（GTR） 38

1.5.1 GTR的结构和工作特性 38

1.5.2 GTR的特性及主要参数 38

1.5.3 GTR的驱动电路 41

1.5.4 GTR的二次击穿现象和安全工作区 41

1.6功率场效应晶体管（Power MOSFET） 41

1.6.1 Power MOSFET的结构和工作原理 42

1.6.2 Power MOSFET的特性及主要参数 43

1.6.3 Power MOSFET的驱动电路 44

1.6.4 Power MOSFET的防静电击穿保护 45

1.7绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 45

1.7.1 IGBT的结构和工作原理 45

1.7.2 IGBT的特性及主要参数 46

1.7.3 IGBT的驱动电路 48

1.7.4 IGBT的擎住效应和安全工作区 49

1.8其他新型电力电子器件 49

1.8.1静电感应晶体管（SIT） 49

1.8.2静电感应晶闸管（SITH） 51

1.8.3 MOS控制晶闸管（MCT） 53

1.8.4集成门极换流晶闸管（IGCT） 55

1.8.5注入增强型门极换流晶体管（IEGT） 56

1.8.6功率集成电路和智能功率模块（PIC&IPM） 57

本章小结 61

习题与思考题 61

2直流-直流变换电路 62

2.1降压斩波电路 62

2.1.1电流连续模式时的工作情况 63

2.1.2电流断续模式时的工作情况 64

2.2升压斩波电路 66

2.2.1电流连续模式时的工作情况 66

2.2.2电流断续模式时的工作情况 67

2.3升降压复合斩波电路 69

2.3.1电流连续模式时的工作情况 69

2.3.2电流断续模式时的工作情况 70

2.4库克电路 72

2.4.1库克电路稳态工作过程分析 72

2.4.2库克电路基本输入输出关系 74

2.5 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 75

2.6复合型DC-DC斩波电路 76

2.6.1二象限DC-DC斩波电路 76

2.6.2四象限DC-DC斩波电路 77

2.6.3多相多重DC-DC斩波电路 78

2.7带隔离的直流-直流变换电路 79

2.7.1正激电路 79

2.7.2反激电路 81

2.7.3半桥式隔离的降压电路 81

2.7.4全桥式隔离的降压电路 82

2.7.5推挽电路 83

2.7.6全波整流电路和全桥整流电路 84

本章小结 85

习题与思考题 85

3交流-直流变换电路（含有源逆变电路） 87

3.1不可控整流电路 87

3.1.1单相不可控整流电路 87

3.1.2三相不可控整流电路 91

3.2单相可控整流电路 93

3.2.1单相半波可控整流电路 93

3.2.2单相桥式全控整流电路 98

3.2.3单相全波可控整流电路 103

3.2.4单相桥式半控整流电路 104

3.3三相半波可控整流电路 108

3.3.1三相半波共阴极组可控整流电路带电阻性负载 109

3.3.2三相半波共阴极组可控整流电路带阻感性负载 112

3.3.3三相半波共阴极组可控整流电路带反电动势负载 114

3.3.4三相半波共阳极组可控整流电路 114

3.4三相桥式全控整流电路 115

3.4.1三相桥式全控整流电路带电阻性负载 116

3.4.2三相桥式全控整流电路带阻感性负载 120

3.5三相桥式半控整流电路 122

3.5.1三相桥式半控整流电路带电阻性负载 122

3.5.2三相桥式半控整流电路带阻感性负载 123

3.6变压器漏感对整流电路的影响 123

3.6.1换流期间的电压电流波形 124

3.6.2换相压降△Ud的计算 125

3.6.3换相重叠角γ的计算 125

3.7有源逆变电路 128

3.7.1逆变的概念 128

3.7.2三相半波有源逆变电路 129

3.7.3实现有源逆变的条件 130

3.7.4三相桥式有源逆变电路 130

3.7.5有源逆变失败的原因与最小逆变角的限制 131

3.8晶闸管的相控触发电路与同步问题 133

3.8.1单结晶体管移相触发电路 133

3.8.2同步信号为锯齿波的触发电路 138

3.8.3集成触发电路 142

3.8.4触发电路的定相 143

3.9整流电路的谐波和功率因数 147

3.9.1谐波和无功功率分析基础 148

3.9.2带阻感性负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析 150

3.10大功率可控整流电路 152

3.10.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 152

3.10.2多重化整流电路 156

本章小结 160

习题与思考题 161

4直流-交流变换电路 164

4.1逆变电路的基本原理及换流方式 165

4.1.1电网换流 165

4.1.2负载谐振式换流 166

4.1.3强迫换流 166

4.2逆变电路的类型 168

4.3电压型逆变电路 170

4.3.1电压型单相逆变电路 170

4.3.2电压型三相逆变电路 172

4.4电流型逆变电路 176

4.4.1电流型单相逆变电路 176

4.4.2电流型三相逆变电路 180

4.5多重逆变电路和多电平逆变电路 182

4.5.1多重逆变电路 182

4.5.2多电平逆变电路 185

4.6正弦脉宽调制（SPWM）逆变电路 187

4.6.1 SPWM基本原理 187

4.6.2单极性调制与双极性调制 189

4.6.3同步调制和异步调制 192

4.6.4 SPWM波的生成 193

4.6.5电流滞环控制SPWM 197

本章小结 198

习题与思考题 200

5交流-交流变换电路 201

5.1交流调压电路 201

5.1.1单相交流调压电路 203

5.1.2三相交流调压电路 207

5.1.3其他交流电力控制电路 211

5.2交-交变频电路 214

5.2.1三相输入-单相输出交-交变频电路 214

5.2.2三相输入-三相输出交-交变频电路 221

5.3矩阵式交-交变频电路 224

本章小结 228

习题与思考题 228

6谐振软开关技术 229

6.1谐振软开关的基本概念 229

6.1.1谐振开关的基本概念 229

6.1.2谐振开关的分类 231

6.2准谐振电路 232

6.2.1零电压开关准谐振电路 232

6.2.2零电流开关准谐振电路 233

6.2.3谐振直流环 235

6.3 PWM软开关电路 236

6.3.1零开关PWM软开关电路 236

6.3.2零转换PWM软开关电路 240

本章小结 245

习题与思考题 245

7电力电子技术应用中的一些问题 246

7.1电力电子器件的保护 246

7.1.1过电压保护 246

7.1.2过电流保护 248

7.1.3电压上升率及电流上升率的限制 248

7.2电力电子器件的串并联技术与系统容量扩展 249

7.2.1晶闸管的串并联应用 249

7.2.2 GTO的串并联应用 251

7.2.3 Power MOSFET的串并联应用 254

7.2.4 IGBT的串并联应用 256

7.3电力电子器件的功耗、散热器及冷却 258

7.3.1电力电子器件的功率损耗 258

7.3.2散热器 260

7.3.3冷却 261

8电力电子电路的计算机仿真 262

8.1建模与仿真 262

8.2常用仿真软件及其特点 263

8.2.1常用工具 263

8.2.2通用电路仿真软件 265

8.2.3基于理想开关模型的专用仿真软件 266

8.3典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例 268

8.3.1 MATLAB Simulink/Power System工具箱简介 268

8.3.2晶闸管的仿真模型及仿真实例 276

8.3.3晶闸管三相桥式整流器的仿真 279

参考文献 283