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第1章 导论 1

1.1电力电子技术的发展史 1

1.2开关变流的概念 2

1.2.1基本开关变流电路 3

1.2.2开关变流电路的开关模式 7

1.2.3开关变流器的开关器件 11

1.3电力电子技术的应用 12

1.4学习方法 16

1.5电力电子电路的仿真 16

1.5.1 MATLAB/Simulink仿真平台 17

1.5.2仿真的数值算法 21

1.5.3示波器（Scope）的使用和数据保存 22

1.5.4 Simulink模块库 24

小结 25

思考题 26

实践题 26

第2章 电力电子器件 27

2.1电力二极管 28

2.2晶闸管类器件 30

2.2.1晶闸管 30

2.2.2双向晶闸管 34

2.2.3门极可关断晶闸管GTO 35

2.2.4其他晶闸管类器件 36

2.3全控型电力电子器件 37

2.3.1电力晶体管GTR 38

2.3.2电力场效应晶体管 38

2.3.3绝缘栅双极型晶体管IGBT 41

2.3.4其他新型全控型器件和模块 43

2.4电力电子器件的驱动和保护 44

2.4.1电力电子器件的驱动 44

2.4.2电力电子器件的保护 46

2.4.3电力电子器件的串并联 49

2.5 MATLAB的电力电子器件模型 49

2.5.1电力电子器件模型和参数 50

2.5.2桥式电路模块 51

2.5.3驱动单元 53

小结 55

练习和思考题 55

实践题 56

第3章 交流-直流变换——整流器 57

3.1单相可控整流电路 58

3.1.1单相半波可控整流电路 58

3.1.2单相桥式全控整流电路 63

3.1.3单相桥式半控整流电路 69

3.1.4单相全波可控整流电路 72

3.2三相可控整流电路 73

3.2.1三相半波可控整流电路 73

3.2.2三相桥式可控整流电路 78

3.3不控整流电路和电容性负载 84

3.3.1带电容滤波的单相不控整流电路 84

3.3.2带电容滤波的三相不控整流电路 86

3.4整流电路反电动势负载 89

3.4.1 R-E负载 89

3.4.2 R-L-E负载 90

3.4.3直流电动机负载时的工作特性 92

3.5全控整流电路的有源逆变工作状态 96

3.5.1逆变和有源逆变 96

3.5.2全控整流电路的有源逆变状态 97

3.5.3换相重叠角和最小逆变角限制βmin 99

3.5.4有源逆变的应用 101

3.6晶闸管整流电路触发控制 105

3.7整流电路的仿真 107

小结 113

练习和思考题 113

实践和仿真题 115

第4章 直流-直流变换——直流斩波器 116

4.1直流降压斩波电路 116

4.2直流升压斩波电路 118

4.3直流升降压斩波电路 121

4.3.1 Buck-Boost降压-升压斩波电路 121

4.3.2 Cuk斩波电路 122

4.4桥式直流斩波调压电路 123

4.4.1半桥式电流可逆斩波电路 124

4.4.2全桥式可逆斩波电路 125

4.5斩波电路的驱动控制 130

4.6直流斩波电路的仿真 131

4.6.1直流降压斩波器仿真 131

4.6.2直流升压斩波器仿真 133

小结 134

练习和思考题 134

仿真题 134

第5章 直流-交流变换——逆变器 135

5.1逆变电路分类和调制方式 135

5.2单相电压型逆变器 136

5.2.1电压型单相半桥式逆变器 136

5.2.2电压型单相全桥式逆变器 138

5.2.3单相电压型全桥式逆变器的SPWM控制 139

5.2.4 SPWM调制方式和数字化生成 143

5.3单相电流型逆变器 145

5.3.1晶闸管单相电流型逆变器 145

5.3.2电流跟踪型逆变器 146

5.4三相电压型PWM逆变器 148

5.4.1电压型三相SPWM逆变器 148

5.4.2其他电压型三相逆变器的PWM控制 150

5.5电压空间矢量控制逆变器SVPWM 154

5.5.1电压空间矢量 154

5.5.2逆变器开关状态与空间电压矢量轨迹 155

5.5.3零矢量作用 157

5.5.4圆形电压空间矢量轨迹偏差控制 158

5.5.5正多边形SVPWM控制 158

5.6多电平逆变器 162

5.6.1三电平的形成 162

5.6.2三相三电平逆变器的电压空间矢量 163

5.7三相电流型逆变器 165

5.7.1方波型三相电流源型逆变器 165

5.7.2无换向器电动机调速系统 167

5.7.3电流滞环控制三相逆变器 169

5.8逆变电路的仿真 169

小结 173

练习和思考题 174

仿真题 174

第6章 交流-交流变换——交流调压和交-交变频器 175

6.1交流无触点双向开关 175

6.2单相交流调压原理 176

6.2.1相控式单相交流调压 176

6.2.2斩控式单相交流调压 179

6.3三相交流调压电路 181

6.3.1三相相控式交流调压 181

6.3.2三相斩控式交流调压 184

6.4其他交流调功电路及其应用 185

6.5交-交变频器 186

6.5.1单相交-交变频原理 187

6.5.2交-交变频的调制方式 187

6.5.3交-交变频器的工作特性 189

6.5.4三相交-交变频电路 191

6.6矩阵式变频器 193

6.7交流调压电路的仿真 194

小结 197

练习和思考题 198

实践和仿真题 198

第7章 PWM整流器和功率因数控制 199

7.1单相桥式不控整流器的单位功率因数校正（APFC） 199

7.2 PWM整流器和功率因数控制 201

7.2.1单相桥式PWM整流器 201

7.2.2 PWM整流器交流侧功率因数 204

7.2.3单相半桥式和三相桥式PWM整流 205

7.3 PWM整流器仿真的研究 206

7.3.1单相桥式PWM整流器仿真 206

7.3.2 PWM整流器无功补偿器仿真研究 208

小结 210

练习和思考题 210

第8章 软开关变换技术 211

8.1开关损耗和软开关的基本类型 211

8.2准谐振软开关电路 214

8.2.1零电压（ZVS）开通准谐振电路 214

8.2.2零电流（ZCS）关断准谐振电路 216

8.3零开关PWM控制电路 218

8.3.1零电压PWM控制Buck电路 218

8.3.2零电流PWM控制Buck电路 219

8.4零转换PWM电路 220

8.5直流环节谐振型软开关逆变电路 223

8.5.1直流环节谐振型逆变器RDCLI 223

8.5.2有源箝位谐振直流环节逆变器ACRLI 226

8.5.3直流环节并联谐振逆变器PRDCLI 226

8.6软开关电路的仿真 228

小结 229

思考题 230

仿真题 231

第9章 变流电路的组合 232

9.1相控整流电路的串并联 232

9.1.1整流电路的并联 232

9.1.2整流电路的串联 237

9.2多重化逆变电路 238

9.3级联式变流器 241

9.3.1 AC/DC/AC变换的主电路 241

9.3.2不间断电源UPS 242

9.4开关电源 243

9.4.1带隔离变压器的单端变换电路 243

9.4.2双端DC/AC/DC变换电路 247

9.4.3全桥移相式软开关变换电路 249

9.4.4开关电源芯片和应用举例 251

9.4.5直流开关电源与AC/DC整流的比较 254

9.5组合式变流器的仿真 254

小结 258

练习和思考题 258

实践和仿真题 258

第10章 电力电子装置的谐波和功率因数 260

10.1电力电子装置的谐波 260

10.1.1谐波分析方法 260

10.1.2描述波形的各种方法和频谱 262

10.1.3典型波形的谐波 264

10.1.4谐波的危害和治理方法 267

10.2功率因数 270

10.2.1功率因数定义 270

10.2.2无功功率的补偿 272

10.3电力电子开关型无功补偿 273

10.3.1晶闸管投切电容器 273

10.3.2晶闸管相位控制电抗器 274

10.3.3 PWM型无功功率发生器 276

10.3.4并联型电力有源滤波器PAPF 278

10.3.5串联型电力有源滤波器SAPF 279

10.4 LC滤波器的仿真 280

小结 285

练习和思考题 286

仿真题 286

附录A 教学实验 287

实验一 实验台、仪器仪表功能和移相触发器实验 287

实验二 晶闸管整流电路实验 288

实验三 晶闸管整流-电动机系统实验 289

实验四 直流斩波器实验 291

实验五 单相交流调压器实验 293

实验六 单相交-直-交变频电路实验 295

实验七 半桥式开关电源实验 296

附录B 术语索引 298

参考文献 312