绪论 1
第1章 电力电子器件 6
1.1 引言 6
1.2 电力电子器件的结构、特性和主要参数 6
1.2.1 功率二极管 6
1.2.2 晶闸管及派生器件 9
1.2.3 可关断晶闸管 16
1.2.4 双极型功率晶体管 18
1.2.5 功率场效应晶体管 23
1.2.6 绝缘栅双极型晶体管 27
1.3 电力电子器件的驱动电路 30
1.3.1 晶闸管的门极驱动电路 30
1.3.2 可关断晶闸管的门极驱动电路 31
1.3.3 双极型功率晶体管的基极驱动电路 32
1.3.4 功率场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的栅极驱动电路 33
1.3.5 集成驱动电路 33
1.4 电力电子器件的缓冲电路 34
1.4.1 缓冲电路的作用 34
1.4.2 缓冲电路的类型 35
1.4.3 缓冲电路元件的选择 36
1.5 全控型器件的过电压及过电流保护 37
1.6 电力电子器件的串联与并联技术 38
1.6.1 晶闸管的串并联 38
1.6.2 可关断晶闸管的串并联 40
1.6.3 双极型功率晶体管的串并联 41
1.6.4 功率场效应晶体管的串并联 41
1.6.5 绝缘栅双极型晶体管的串并联 42
1.7 MATLAB Simulink/Power System工具箱及常用电力电子器件的仿真模型 42
1.7.1 MATLAB Simulink/Power System工具箱简介 42
1.7.2 常用电力电子器件的仿真模型 47
小结 49
习题1 49
第2章 交流-直流变换器 51
2.1 引言 51
2.2 单相整流器 52
2.2.1 单相半波可控整流器 52
2.2.2 单相全控桥式整流器 57
2.2.3 电容滤波的不可控整流器 61
2.3 三相整流器 62
2.3.1 三相半波共阴极可控整流器 62
2.3.2 三相半波共阳极可控整流器 66
2.3.3 三相全控桥式整流器 66
2.3.4 其他形式的大功率可控整流器 72
2.4 晶闸管触发电路 73
2.4.1 晶闸管对触发电路的要求 73
2.4.2 同步信号为锯齿波的触发电路 73
2.4.3 集成触发电路 77
2.4.4 触发电路的定相 78
2.5 变压器漏抗对整流器的影响 79
2.6 有源逆变器 82
2.6.1 逆变的概念 82
2.6.2 三相桥式有源逆变器 83
2.6.3 逆变失败与最小逆变角的限制 84
2.7 整流器的谐波分析 86
2.7.1 整流器输出电压和负载电流的谐波分析 86
2.7.2 整流器在电感性负载时交流侧电流的谐波分析 89
2.8 相控整流器的MATLAB仿真 91
2.8.1 电力电子变换器中典型环节的仿真模型 91
2.8.2 单相全控桥式整流器的仿真 93
2.8.3 三相桥式整流器的仿真 94
小结 97
习题2 97
第3章 交流-交流变换器 99
3.1 引言 99
3.2 相控交流调压器 99
3.2.1 单相交流调压器 100
3.2.2 三相交流调压器 103
3.3 晶闸管交流调功器和交流开关 108
3.3.1 晶闸管交流调功器 108
3.3.2 晶闸管交流开关 108
3.4 交-交变频器 108
3.4.1 单相交-交变频器 109
3.4.2 三相交-交变频器 112
3.5 交流调压器的MATLAB仿真 113
3.5.1 单相交流调压器的仿真 113
3.5.2 三相交流调压器的仿真 114
小结 117
习题3 117
第4章 直流-直流变换器 119
4.1 引言 119
4.2 直流斩波器的控制 120
4.3 降压变换器 122
4.3.1 电流连续模式时的工作情况 124
4.3.2 电流连续和断续模式的边界 124
4.3.3 电流断续模式时的工作情况 125
4.3.4 寄生元件的影响 127
4.3.5 输出电压纹波 127
4.4 升压变换器 129
4.4.1 电流连续模式时的工作情况 130
4.4.2 电流连续与断续模式的边界 131
4.4.3 电流断续模式时的工作情况 131
4.4.4 寄生元件的影响 133
4.4.5 输出电压纹波 133
4.5 降压-升压变换器 134
4.5.1 电流连续模式时的工作情况 135
4.5.2 电流连续和断续模式的边界 136
4.5.3 电流断续模式时的工作情况 137
4.5.4 寄生元件的影响 138
4.5.5 输出电压纹波 139
4.6 库克变换器 139
4.7 全桥式直流斩波器 143
4.7.1 双极性PWM控制方式 144
4.7.2 单极性PWM控制方式 146
4.7.3 两种控制方式的比较 151
4.8 直流斩波器的一般问题 152
4.9 直流开关电源的应用 154
4.9.1 带电气隔离的变换器 154
4.9.2 直流开关电源的控制 157
4.9.3 PWM集成电路UC1524A 158
4.9.4 直流电源设计中的一些问题 159
4.10 Boost变换器的MATLAB仿真 160
小结 162
习题4 162
第5章 直流-交流变换器 164
5.1 引言 164
5.2 逆变器的基本原理 164
5.3 电压型逆变器 165
5.3.1 单相电压型逆变器 165
5.3.2 三相电压型逆变器 168
5.3.3 电压型逆变器的特点 171
5.4 电流型逆变器 171
5.4.1 单相电流型逆变器 171
5.4.2 三相电流型逆变器 172
5.4.3 电流型逆变器的特点 173
5.5 正弦脉宽调制逆变器 174
5.5.1 SPWM的基本原理 174
5.5.2 SPWM的控制方法 175
5.5.3 SPWM的调制方式 180
5.5.4 三相桥式SPWM逆变器 181
5.5.5 SPWM的一般问题 183
5.5.6 SPWM波的生成方法 183
5.6 逆变器的多重化和多电平化技术 190
5.6.1 多重化技术 190
5.6.2 多电平化技术 193
5.7 直流-交流变换器的MATLAB仿真 195
5.7.1 PWM脉冲发生器（2级）的仿真模型 195
5.7.2 单相双极性PWM逆变器的仿真 197
5.7.3 单相单极性PWM逆变器的仿真 199
5.7.4 三相电压型PWM逆变器的仿真 202
小结 204
习题5 204
第6章 谐振开关电路 205
6.1 引言 205
6.2 开关模式与谐振变换器分类 205
6.2.1 硬开关模式与谐振开关模式 205
6.2.2 谐振开关变换器的分类 206
6.3 准谐振开关变换器 207
6.3.1 零电流开关准谐振变换器 207
6.3.2 零电压开关准谐振变换器 208
6.4 零开关PWM变换器 210
6.4.1 零电压开关PWM变换器 211
6.4.2 零电流开关PWM变换器 212
6.5 谐振直流环逆变器 215
小结 218
习题6 218
第7章 电力电子装置应用中的一些问题 219
7.1 电力电子器件的换流方式 219
7.2 变换器的保护 221
7.2.1 变换器的过电压保护 221
7.2.2 变换器的过电流保护 225
7.2.3 电压上升率及电流上升率的限制 227
7.3 电力电子装置的谐波与无功功率 228
7.3.1 谐波的产生及其危害 228
7.3.2 谐波的定义及标准 229
7.3.3 无功功率的产生及其危害 231
7.3.4 谐波的抑制方法和无功功率的补偿方法 232
小结 232
习题7 233
参考文献 234