第1章 简介 1
1.1电力电子学的应用 1
1.2电力电子学的历史 3
1.3电力电子电路的分类 5
1.4电力电子器件的设计 9
1.5确定波形的RMS值 10
1.6外围效应 10
1.7开关器件的特性和指标 12
1.8功率半导体器件 15
1.9电力电子器件的控制特性 20
1.10器件选择 22
1.11功率模块 23
1.12智能模块 23
1.13电力电子的期刊及会议 25
本章小结 25
参考文献 26
复习题 26
习题 27
第一部分 功率二极管和整流器 31
第2章 功率二极管及开关RLC电路 31
2.1引言 31
2.2半导体基础 32
2.3二极管特性 33
2.4反向恢复特性 35
2.5功率二极管的种类 36
2.6碳化硅二极管 38
2.7碳化硅肖特基二极管 38
2.8 SPICE二极管模型 39
2.9串联二极管 40
2.10并联二极管 42
2.11 带RC负载的二极管电路 43
2.12带RL负载的二极管电路 44
2.13带LC负载的二极管电路 45
2.14带RLC负载的二极管电路 47
2.15 RL负载与续流二极管 50
2.16利用二极管进行能量回收 52
本章小结 55
参考文献 55
复习题 56
习题 56
第3章 二极管整流器 60
3.1引言 60
3.2性能参数 60
3.3单相全波整流器 62
3.4带RL负载的单相全波整流器 64
3.5带高度感性负载的单相全波整流器 69
3.6多相星形整流器 70
3.7 三相桥式整流器 73
3.8带RL负载的三相桥式整流器 75
3.9带高度感性负载的三相整流器 78
3.10二极管整流器的比较 79
3.11整流器电路设计 80
3.12 经过LC滤波器的输出电压 88
3.13电源和负载电感的影响 91
3.14选择电感器和电容器的实际考虑 93
本章小结 94
参考文献 94
复习题 94
习题 95
第二部分 功率晶体管和DC-DC变换器 99
第4章 功率晶体管 99
4.1引言 99
4.2碳化硅晶体管 100
4.3电力MOSFET 101
4.4 COOLMOS 108
4.5 JFET 109
4.6双极结型晶体管 113
4.7 IGBT 123
4.8 SIT 125
4.9晶体管的对比 126
4.10功率晶体管的降额 128
4.11 di／dt和dv／dt的限制 129
4.12串并联运行 131
4.13 SPICE模型 132
4.14 MOSFET门极驱动 136
4.15 JFET门极驱动 136
4.16 BJT基极驱动 138
4.17门极和基极驱动的隔离 140
4.18门极驱动电路的芯片 142
本章小结 144
参考文献 144
复习题 147
习题 148
第5章DC-DC变换器 150
5.1引言 150
5.2 DC-DC变换器的性能参数 151
5.3降压工作的原理 152
5.4带阻感性负载的降压型变换器 155
5.5升压工作的原理 158
5.6带阻性负载的升压型变换器 160
5.7频率限制参数 162
5.8变换器分类 162
5.9开关稳压源 164
5.10稳压源间的比较 179
5.11多输出boost变换器 180
5.12二极管整流器供电的 boost变换器 182
5.13变换器的平均模型 183
5.14稳压源的状态空间分析 188
5.15输入滤波器及变换器的设计问题 190
5.16变换器的驱动电路 194
本章小结 195
参考文献 196
复习题 198
习题 198
第三部分 逆变器 203
第6章DC-AC变换器 203
6.1引言 203
6.2性能指标 204
6.3工作原理 205
6.4单相桥式逆变器 208
6.5 三相逆变器 212
6.6单相逆变器的电压控制 220
6.7三相逆变器的电压控制 227
6.8谐波消除技术 239
6.9电流源型逆变器 242
6.10可变直流环节逆变器 244
6.11升压逆变器 245
6.12逆变器主电路设计 248
本章小结 252
参考文献 252
复习题 254
习题 254
第7章 谐振脉冲逆变器 257
7.1引言 257
7.2串联谐振逆变器 258
7.3串联谐振逆变器的频率响应 269
7.4并联谐振逆变器 273
7.5谐振逆变器的电压控制 275
7.6 E类谐振逆变器 277
7.7 E类谐振整流器 280
7.8零电流开关谐振变换器 282
7.9零电压开关谐振变换器 286
7.10零电流及零电压开关谐振变换器之间的比较 288
7.11二象限ZVS谐振变换器 288
7.12直流母线谐振逆变器 290
本章小结 293
参考文献 293
复习题 293
习题 294
第8章 多电平逆变器 295
8.1引言 295
8.2多电平的概念 295
8.3多电平逆变器的类型 296
8.4 二极管钳位型多电平逆变器 297
8.5 飞跨电容型多电平逆变器 301
8.6级联型多电平逆变器 303
8.7 应用 306
8.8开关管电流 308
8.9直流电容电压平衡 308
8.10多电平逆变器的特点 310
8.11多电平逆变器的比较 310
本章小结 310
参考文献 311
复习题 311
习题 311
第四部分 晶闸管与晶闸管变换器 315
第9章 晶闸管 315
9.1引言 315
9.2晶闸管特性 316
9.3晶闸管的双晶体管模型 317
9.4晶闸管的导通 318
9.5晶闸管的截止 320
9.6晶闸管类型 321
9.7晶闸管的串联运行 335
9.8晶闸管的并联运行 337
9.9 di ／ dt保护 337
9.10 dv／dt保护 338
9.11晶闸管的SPICE模型 339
9.12 DIAC 343
9.13晶闸管触发电路 344
9.14单结晶体管 345
9.15可编程单结晶体管 347
本章小结 348
参考文献 349
复习题 352
习题 352
第10章 可控整流器 354
10.1引言 354
10.2单相单全桥变换器整流 355
10.3单相双全桥变换器整流 359
10.4三相桥式变换器整流 361
10.5三相双变换器整流 365
10.6脉冲宽度调制 367
10.7单相串联整流器 372
10.8十二脉波整流器 374
10.9整流器电路的设计 375
10.10负载和电源电感的影响 379
本章小结 381
参考文献 381
复习题 383
习题 383
第11章 交流电压控制器 387
11.1引言 387
11.2交流电压控制器的性能参数 388
11.3带阻性负载的单相全波控制器 389
11.4带感性负载的单相全波控制器 391
11.5三相全波控制器 394
11.6三角形联结三相全波控制器 398
11.7单相变压器联结转换开关 401
11.8周波变换器 404
11.9 PWM控制的交流电压控制器 410
11.10矩阵变换器 410
11.11交流电压控制器电路设计 412
11.12电源及负载电感的影响 418
本章小结 418
参考文献 419
复习题 420
习题 420
第五部分 电力电子技术应用及其保护 425
第12章 交流柔性输电系统 425
12.1引言 425
12.2电能传输的基本原理 426
12.3并联补偿的原理 427
12.4并联补偿器 429
12.5串联补偿原理 433
12.6串联补偿器 435
12.7相角补偿原理 439
12.8相角补偿器 441
12.9统一的功率流动控制器 442
12.10补偿器的比较 442
本章小结 443
参考文献 443
复习题 444
习题 444
第13章 电源 445
13.1引言 445
13.2直流电源 446
13.3交流电源 459
13.4多级变换器 462
13.5控制电路 463
13.6磁路设计 465
本章小结 469
参考文献 469
复习题 470
习题 470
第14章 直流驱动 473
14.1引言 474
14.2直流电动机的基本特征 475
14.3工作原理 479
14.4单相驱动器 481
14.5三相驱动 486
14.6 DC-DC变换器驱动 489
14.7直流驱动的闭环控制 497
本章小结 513
参考文献 513
复习题 514
习题 514
第15章 交流驱动 518
15.1引言 518
15.2感应电动机驱动 519
15.3感应电动机的闭环控制 544
15.4求解控制变量 547
15.5向量控制 548
15.6同步电动机驱动 557
15.7永磁同步电动机驱动的速度控制器设计 567
15.8步进电动机控制 571
15.9线性感应电动机 575
15.10电动机驱动的高压集成电路 578
本章小结 580
参考文献 581
复习题 581
习题 582
第16章 可再生能源导论 585
16.1引言 585
16.2能量与功率 586
16.3可再生能源发电系统 587
16.4太阳能系统 589
16.5风能 598
16.6海洋能 608
16.7水电能 613
16.8燃料电池 615
16.9地热能 625
16.10生物质能 625
本章小结 626
参考文献 626
复习题 627
习题 627
第17章 器件以及电路保护 630
17.1引言 630
17.2冷却器和散热器 630
17.3功率开关器件的热模型 634
17.4吸收电路 637
17.5反向恢复瞬态 638
17.6源侧以及负载侧瞬态 642
17.7 通过硒二极管和金属氧化物压敏电阻实现过电压保护 644
17.8电流保护 645
17.9电磁干扰 651
本章小结 653
参考文献 653
复习题 654
习题 654