0 绪论 1
1 电力电子器件 4
1.1 电力电子器件的特点与分类 5
1.1.1 电力电子器件的特点 5
1.1.2 电力电子器件的分类 6
1.2 功率二极管 6
1.2.1 功率二极管的主要类型 6
1.2.2 PN结型功率二极管基本结构、工作原理和基本特性 7
1.2.3 肖特基势垒二极管 9
1.2.4 功率二极管的主要参数 10
1.3 晶闸管及派生器件 10
1.3.1 晶闸管的结构和工作原理 10
1.3.2 晶闸管的工作特性及主要参数 12
1.3.3 晶闸管的触发 18
1.3.4 派生晶闸管器件 19
1.4 门极可关断晶闸管（GTO） 21
1.4.1 GTO的结构和工作原理 22
1.4.2 GTO的特性及主要参数 23
1.4.3 GTO的驱动电路 26
1.4.4 GTO的最大可关断阳极电流和电流关断增益 28
1.5 功率晶体管（GTR） 28
1.5.1 GTR的结构和工作特性 28
1.5.2 GTR的特性及主要参数 29
1.5.3 GTR的驱动电路 31
1.5.4 GTR的二次击穿现象和安全工作区 31
1.6 功率场效应晶体管（Power MOSFET） 32
1.6.1 Power MOSFET的结构和工作原理 32
1.6.2 Power MOSFET的特性及主要参数 33
1.6.3 Power MOSFET的驱动电路 35
1.6.4 Power MOSFET的防静电击穿保护 36
1.7 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 36
1.7.1 IGBT的结构和工作原理 36
1.7.2 IGBT的特性及主要参数 37
1.7.3 IGBT的驱动电路 39
1.7.4 IGBT的擎住效应和安全工作区 39
1.8 其他新型电力电子器件 40
1.8.1 静电感应晶体管（SIT） 40
1.8.2 静电感应晶闸管（SITH） 41
1.8.3 MOS控制晶闸管（MCT） 43
1.8.4 集成门极换流晶闸管（IGCT） 45
1.8.5 注入增强型门极换流晶体管（IEGT） 47
1.8.6 功率集成电路和智能功率模块（PIC＆IPM） 48
1.9 电力电子器件今后的发展方向 52
本章小结 52
习题与思考题 53
2 直流-直流变换电路 54
2.1 降压斩波电路 54
2.1.1 电流连续模式时的工作情况 55
2.1.2 电流断续模式时的工作情况 56
2.2 升压斩波电路 58
2.2.1 电流连续模式时的工作情况 59
2.2.2 电流断续模式时的工作情况 59
2.3 升降压复合斩波电路 62
2.3.1 电流连续模式时的工作情况 63
2.3.2 电流断续模式时的工作情况 64
2.4 库克电路 66
2.4.1 库克电路稳态工作过程分析 66
2.4.2 库克电路基本输入输出关系 68
2.5 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路 69
2.6 复合型DC-DC斩波电路 70
2.6.1 二象限DC-DC斩波电路 70
2.6.2 四象限DC-DC斩波电路 72
2.6.3 多相多重DC-DC斩波电路 72
2.7 带隔离的直流-直流变换电路 73
2.7.1 正激电路 74
2.7.2 反激电路 75
2.7.3 半桥式隔离的降压电路 75
2.7.4 全桥式隔离的降压电路 76
2.7.5 推挽电路 77
2.7.6 全波整流电路和全桥整流电路 78
本章小结 79
习题与思考题 80
3 交流-直流变换电路（含有源逆变电路） 81
3.1 不可控整流电路 81
3.1.1 单相不可控整流电路 81
3.1.2 三相不可控整流电路 85
3.2 单相可控整流电路 87
3.2.1 单相半波可控整流电路 87
3.2.2 单相桥式全控整流电路 93
3.2.3 单相全波可控整流电路 99
3.2.4 单相桥式半控整流电路 100
3.3 三相半波可控整流电路 105
3.3.1 三相半波共阴极组可控整流电路带电阻性负载 106
3.3.2 三相半波共阴极组可控整流电路带阻感性负载 109
3.3.3 三相半波共阴极组可控整流电路带反电动势负载 111
3.3.4 三相半波共阳极组可控整流电路 112
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 124
3.6 变压器漏感对整流电路的影响 124
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 126
3.7 有源逆变电路 130
3.7.1 逆变的概念 130
3.7.2 三相半波有源逆变电路 131
3.7.3 实现有源逆变的条件 132
3.7.4 三相桥式有源逆变电路 133
3.7.5 有源逆变失败的原因与最小逆变角的限制 135
3.8 晶闸管的相控触发电路与同步问题 136
3.8.1 单结晶体管移相触发电路 137
3.8.2 同步信号为锯齿波的触发电路 141
3.8.3 集成触发电路 145
3.8.4 触发电路的定相 147
3.9 整流电路的谐波和功率因数 150
3.9.1 谐波和无功功率分析基础 151
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 154
3.10 大功率可控整流电路 155
3.10.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 155
3.10.2 多重化整流电路 159
本章小结 163
习题与思考题 164
4 直流-交流变换电路 167
4.1 逆变电路的基本原理及换流方式 168
4.1.1 电网换流 168
4.1.2 负载谐振式换流 169
4.1.3 强迫换流 169
4.2 逆变电路的类型 171
4.3 电压型逆变电路 173
4.3.1 电压型单相逆变电路 173
4.3.2 电压型三相逆变电路 175
4.4 电流型逆变电路 179
4.4.1 电流型单相逆变电路 179
4.4.2 电流型三相逆变电路 183
4.5 正弦脉宽调制（SPWM）逆变电路 185
4.5.1 SPWM基本原理 185
4.5.2 单极性调制与双极性调制 187
4.5.3 同步调制和异步调制 191
4.5.4 SPWM波的生成 192
4.5.5 电流滞环控制SPWM 196
本章小结 197
习题与思考题 198
5 交流-交流变换电路 200
5.1 交流调压电路 200
5.1.1 单相交流调压电路 202
5.1.2 三相交流调压电路 206
5.1.3 其他交流电力控制电路 210
5.2 交-交变频电路 213
5.2.1 三相输入-单相输出交-交变频电路 213
5.2.2 三相输入-三相输出交-交变频电路 220
5.3 矩阵式交-交变频电路 223
本章小结 227
习题与思考题 227
6 电力电子技术应用中的一些问题 229
6.1 电力电子器件的保护 229
6.1.1 过电压保护 229
6.1.2 过电流保护 231
6.1.3 电压上升率及电流上升率的限制 231
6.2 电力电子器件的串并联技术与系统容量扩展 232
6.2.1 晶闸管的串并联应用 232
6.2.2 GTO的串并联应用 234
6.2.3 Power MOSFET的串并联应用 237
6.2.4 IGBT的串并联应用 239
6.3 电力电子器件的功耗、散热器及冷却 241
6.3.1 电力电子器件的功率损耗 241
6.3.2 散热器 243
6.3.3 冷却 244
7 电力电子电路的计算机仿真 245
7.1 建模与仿真 245
7.2 常用仿真软件及其特点 246
7.2.1 常用工具 246
7.2.2 通用电路仿真软件 248
7.2.3 基于理想开关模型的专用仿真软件 249
7.3 典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例 251
7.3.1 MATLAB Simulink/Power System工具箱简介 251
7.3.2 典型电力电子器件的MATLAB仿真模型 259
7.3.3 交流-直流变换电路的MATLAB仿真 268
习题与思考题 283
参考文献 284