第1章 绪论 1
1.1 电力电子技术的概念及特点 1
1.2 电力电子技术的发展历史 2
1.3 电力电子技术的应用 4
1.4 本教材的内容简介和使用说明 6
第2章 电力电子器件 7
2.1 电力电子器件概述 7
2.1.1 电力电子器件的概念和特征 7
2.1.2 电力电子器件的分类 8
2.2 电力二极管 9
2.2.1 电力二极管结构 9
2.2.2 电力二极管基本特性 9
2.2.3 电力二极管的主要参数 10
2.2.4 电力二极管的主要类型 11
2.3 晶闸管及其派生器件 12
2.3.1 晶闸管的结构和工作原理 12
2.3.2 晶闸管的基本特性 14
2.3.3 晶闸管的主要参数 16
2.3.4 晶闸管的派生器件 19
2.4 门极可关断晶闸管 20
2.4.1 GTO的结构和工作原理 20
2.4.2 GTO基本特性 21
2.4.3 GTO的主要参数 22
2.5 电力晶体管 23
2.5.1 GTR的结构和工作原理 23
2.5.2 GTR的基本特性 24
2.5.3 GTR的主要参数及安全工作区 25
2.5.4 GTR的类型 26
2.6 电力场效应晶体管 26
2.6.1 电力MOSFET的结构和工作原理 27
2.6.2 电力MOSFET的基本特性 28
2.6.3 电力MOSFET的主要参数及安全工作区 29
2.7 绝缘栅双极型晶体管 30
2.7.1 IGBT的结构和工作原理 30
2.7.2 IGBT的基本特性 31
2.7.3 IGBT的主要参数、擎住效应和安全工作区 33
2.8 其他新型电力电子器件 34
2.8.1 静电感应晶体管 34
2.8.2 静电感应晶闸管 34
2.8.3 MOS控制晶闸管 34
2.8.4 集成门极换流晶闸管 35
2.8.5 基于宽禁带半导体材料的电力电子器件 35
2.8.6 功率集成电路和集成电力电子模块 36
2.9 电力电子器件的保护 37
2.9.1 过电压的产生及过电压的保护 37
2.9.2 过电流的保护 38
2.9.3 缓冲电路 38
2.10 电力电子器件的串并联 40
2.10.1 器件的串联与均压 40
2.10.2 器件的并联与均流 41
本章小结 42
习题及思考题 44
第3章 交流-直流变换 45
3.1 概述 45
3.1.1 整流电路的分类 45
3.1.2 相控整流电路的一般结构 46
3.2 单相可控整流电路 46
3.2.1 单相半波可控整流电路 46
3.2.2 单相桥式全控整流电路 51
3.2.3 单相桥式半控整流电路 56
3.2.4 单相双半波可控整流电路 58
3.3 三相可控整流电路 59
3.3.1 三相半波可控整流电路 59
3.3.2 三相桥式全控整流电路 63
3.4 变压器漏感对整流电路的影响 69
3.5 整流电路的谐波和功率因数 72
3.5.1 谐波和无功功率分析 73
3.5.2 整流电路交流侧谐波和功率因数分析 75
3.5.3 整流输出电压和电流的谐波分析 76
3.6 大功率可控整流电路 78
3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 79
3.6.2 多重化整流电路 82
3.7 整流电路的有源逆变工作状态 85
3.7.1 逆变的概念 85
3.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态 87
3.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制 88
本章小结 89
习题及思考题 90
第4章 直流-直流变换 92
4.1 非隔离DC-DC变换电路 92
4.1.1 降压（Buck）型电路 92
4.1.2 升压（Boost）型电路 97
4.1.3 升降压（Buck-Boost）型电路 102
4.1.4 库克（Cuk）型电路 104
4.1.5 Zeta型电路 106
4.1.6 Spice型电路 108
4.2 隔离DC-DC变换电路 110
4.2.1 正激（Forward）电路 111
4.2.2 反激（Flyback）电路 113
4.2.3 推挽（Push-Pull）电路 116
4.2.4 半桥（Half-Bridge）电路 118
4.2.5 全桥（Full-Bridge）电路 120
本章小结 123
习题及思考题 123
第5章 直流-交流变换 124
5.1 逆变电路概述 124
5.1.1 逆变器的基本结构 124
5.1.2 逆变电路的基本工作原理 125
5.1.3 逆变电路的换流方式 126
5.1.4 逆变电路分类 126
5.2 电压型逆变电路 127
5.2.1 单相电压型逆变电路 127
5.2.2 三相电压型逆变电路 129
5.3 电流型逆变电路 132
5.4 逆变电路的正弦脉宽控制技术 135
5.4.1 SPWM控制的基本原理 136
5.4.2 SPWM逆变电路及其控制方法 137
5.4.3 SPWM调制方式 140
5.4.4 SPWM波生成方法 142
5.4.5 SPWM逆变电路的谐波分析 144
5.4.6 SPWM逆变电路的多重化 146
5.4.7 SPWM跟踪控制技术 147
本章小结 150
习题及思考题 151
第6章 交流-交流变换 152
6.1 相控交流调压电路 152
6.1.1 相控单相交流调压电路 153
6.1.2 相控三相交流调压电路 159
6.2 斩波控制交流调压电路 163
6.3 整周波通断控制的交流电力控制电路 166
6.4 交-交变频电路 168
6.4.1 单相交-交变频电路 168
6.4.2 三相交-交变频电路 173
6.5 矩阵变频电路 176
本章小结 180
习题及思考题 180
第7章 软开关技术 181
7.1 软开关的概念及分类 181
7.1.1 硬开关和软开关 181
7.1.2 零电压开关和零电流开关 182
7.1.3 软开关电路的分类 183
7.2 典型的软开关电路 185
7.2.1 零电压开关准谐振电路 185
7.2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 187
7.2.3 零电压转换PWM电路 189
7.2.4 谐振直流环 193
本章小结 194
习题及思考题 194
第8章 电力电子装置及应用 195
8.1 开关电源 195
8.1.1 直流稳压电源概述 195
8.1.2 开关电源的设计 196
8.2 不间断电源 200
8.3 静止无功补偿装置 204
8.3.1 晶闸管控制电抗器（TCR） 205
8.3.2 晶闸管投切电容器（TSC） 205
8.3.3 静止无功发生器（SVG） 206
8.4 电力储能系统 207
8.5 电力电子器件的发热与散热 211
8.5.1 电力电子器件的发热 211
8.5.2 电力电子器件的散热 213
8.6 电力电子技术在再生能源中的应用 216
8.6.1 电力电子技术在光电电力系统中的应用 217
8.6.2 电力电子技术在风力电力系统中的应用 220
8.7 柔性交流输电系统FACTS 223
本章小结 224
习题及思考题 224
第9章 教学实验 225
实验一 闸管导通、关断条件 225
实验二 单结晶体管触发电路及单相半控桥式整流电路 226
实验三 晶闸管单相交流调压 227
实验四 晶闸管三相调压电路 227
实验五 三相桥式全控整流电路 228
实验六 三相桥式有源逆变电路 229
实验七 SPWM三相逆变电路 230
附录一 TDM-1型晶闸管电路学习机使用说明书 232
附录二 TDR-2型三相桥式全控整流学习机使用说明书 234
附录三 KJ004可控硅移相电路 237
附录四 KJ041六路双脉冲形成器 239
附录五 KJ042脉冲列调制形成器 241
附录六 TDZ-3型SPWM变频调速学习机 243
参考文献 247