本書針對電氣信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)需求編寫，內(nèi)容經(jīng)過精選，以適應(yīng)教學(xué)需要為前提，均衡學(xué)科完整性與技術(shù)成果。本書共9章，主要內(nèi)容包括：緒論、電力電子器件、電力電子器件的使用、直流-直流變換技術(shù)、直流-交流變換技術(shù)、交流-直流變換技術(shù)、交流-交流變換技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、電力電子技術(shù)在清潔能源系統(tǒng)中的應(yīng)用等。本書配套電子課件、習(xí)題參考答案等。本書可作為電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程以及其他電氣信息類專業(yè)相關(guān)課程的教材，也可供從事電力電子技術(shù)、運動控制技術(shù)、電力系統(tǒng)及自動化領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考。
南余榮，南，浙江工業(yè)大學(xué)教授，博士，教育部高等學(xué)校電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員，長期從事電力和電子技術(shù)教學(xué)與科研工作，獲得多項國家和省部級獎項。
目 錄
0 緒論 1
0.1 電力電子技術(shù)的概念與典型應(yīng)用 1
0.1.1 電力電子技術(shù)的概念 1
0.1.2 電力電子技術(shù)的典型應(yīng)用 1
0.2 電力電子技術(shù)的研究內(nèi)容 4
0.2.1 電力電子器件 4
0.2.2 電能變換技術(shù) 4
0.3 電力電子技術(shù)的發(fā)展及趨勢 7
0.3.1 電力電子技術(shù)的發(fā)展概述 7
0.3.2 電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢 10
0.4 本書的內(nèi)容簡介 11
思考題與習(xí)題 12
章 電力電子器件 13
1.1 電力電子器件概述 13
1.1.1 電力電子器件的基本概念 13
1.1.2 電力電子器件的開關(guān)模型
與基本特點 14
1.1.3 電力電子器件的作用 15
1.2 電力二極管 16
1.2.1 PN結(jié)的工作原理 16
1.2.2 電力二極管的工作特性 18
1.2.3 電力二極管的主要參數(shù) 19
1.2.4 電力二極管的主要類型 21
1.3 晶閘管及其派生器件 22
1.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理 22
1.3.2 晶閘管的基本特性 25
1.3.3 晶閘管的主要特性參數(shù) 27
1.3.4 晶閘管的派生器件 30
1.3.5 門極可關(guān)斷晶閘管GTO 32
1.4 電力晶體管GTR 34
1.4.1 GTR的結(jié)構(gòu)和基本特性 34
1.4.2 GTR的主要參數(shù) 36
1.4.3 GTR的二次擊穿現(xiàn)象與
安全工作區(qū) 36
1.5 電力場效應(yīng)晶體管Power MOSFET 37
1.5.1 電力MOSFET的結(jié)構(gòu)
和工作原理 37
1.5.2 電力MOSFET的基本特性 38
1.5.3 電力MOSFET的主要參數(shù) 40
1.6 絕緣柵雙極晶體管IGBT 41
1.6.1 IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理 41
1.6.2 IGBT的基本特性和主要參數(shù) 42
1.6.3 IGBT的擎住效應(yīng)
和安全工作區(qū) 43
1.6.4 NPT型IGBT簡介 45
1.7 其他電力電子器件 45
1.7.1 智能功率模塊與功率集成電路 45
1.7.2 電子注入增強柵晶體管IEGT 46
1.7.3 MOS控制晶閘管MCT 47
1.7.4 集成門極換流晶閘管IGCT 47
1.7.5 靜電感應(yīng)晶體管SIT 47
1.7.6 靜電感應(yīng)晶閘管SITH 47
1.7.7 基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的
電力電子器件 48
本章小結(jié) 49
思考題與習(xí)題 50
第2章 電力電子器件的使用 52
2.1 電力電子器件的驅(qū)動電路 52
2.1.1 晶閘管觸發(fā)電路 53
2.1.2 可關(guān)斷晶閘管的門極驅(qū)動電路 59
2.1.3 大功率晶體管的基極驅(qū)動電路 60
2.1.4 電力MOSFET的柵極驅(qū)動電路 61
2.1.5 IGBT的柵極驅(qū)動電路 63
2.2 電力電子器件的保護 64
2.2.1 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護 64
2.2.2 過電流的產(chǎn)生及過電流保護 67
2.2.3 電力電子器件的熱路
及過熱保護 69
2.2.4 緩沖電路 71
2.3 電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用 77
2.3.1 晶閘管的串聯(lián)和并聯(lián)使用原則 77
2.3.2 電力MOSFET和IGBT
并聯(lián)運行 78
本章小結(jié) 79
思考題與習(xí)題 79
第3章 直流-直流變換技術(shù) 81
3.1 DC-DC變換的基本控制方式 81
3.2 基本斬波電路 82
3.2.1 降壓斬波電路 82
3.2.2 升壓斬波電路 88
3.2.3 升降壓斬波電路 93
3.2.4 Cuk（庫克）斬波電路 94
3.2.5 Speic和Zeta斬波電路 96
3.3 組合式斬波電路 98
3.3.1 電流可逆斬波電路 98
3.3.2 橋式可逆斬波電路 99
3.3.3 多相多重斬波電路 100
3.4 隔離型直流變換電路 101
3.4.1 正激電路 101
3.4.2 反激電路 103
3.4.3 半橋電路 105
3.4.4 全橋電路 106
3.4.5 推挽電路 108
本章小結(jié) 109
思考題與習(xí)題 110
第4章 直流-交流變換技術(shù) 112
4.1 逆變器的分類與換流方式 112
4.1.1 逆變器的分類 112
4.1.2 換流方式 113
4.2 單相方波逆變電路 113
4.2.1 電壓型單相方波逆變電路 114
4.2.2 電流型單相方波逆變電路 117
4.3 單相SPWM逆變技術(shù) 118
4.3.1 三角波調(diào)制法及其控制模式 118
4.3.2 同步調(diào)制與異步調(diào)制 119
4.3.3 單極性與雙極性SPWM模式 120
4.3.4 SPWM的自然取樣法
和規(guī)則取樣法 121
4.3.5 電流跟蹤SPWM逆變
控制技術(shù) 123
4.4 三相橋式方波逆變電路 125
4.4.1 電壓型三相逆變電路 125
4.4.2 電流型三相逆變電路 128
4.5 三相SPWM逆變技術(shù) 129
4.5.1 三相SPWM逆變控制信號 129
4.5.2 三相SPWM逆變電路輸出
電壓波形分析 130
4.5.3 空間電壓矢量PWM
（SVPWM）控制技術(shù) 133
4.6 多重逆變電路和多電平逆變電路 137
4.6.1 多重逆變電路 137
4.6.2 PWM逆變電路的多重化 140
4.6.3 多電平逆變電路 141
本章小結(jié) 142
思考題與習(xí)題 142
第5章 交流-直流變換技術(shù) 144
5.1 單相可控整流電路 144
5.1.1 單相全控橋式整流電路 144
5.1.2 單相全波可控整流電路 151
5.1.3 其他單相可控整流電路 153
5.2 三相可控整流電路 154
5.2.1 三相半波可控整流電路 154
5.2.2 三相橋式全控整流電路 159
5.2.3 觸發(fā)電路的定相 166
5.3 變壓器漏感對整流電路的影響 168
5.3.1 換相的物理過程和
整流電壓波形 168
5.3.2 換相壓降和換相重疊角 169
5.4 可控整流電路的有源逆變
工作狀態(tài) 170
5.4.1 單相可控整流電路的
有源逆變分析 171
5.4.2 三相整流電路的有源
逆變工作狀態(tài) 173
5.4.3 逆變失敗與小逆變角的限制 176
5.5 電容濾波的不可控整流電路 177
5.5.1 電容濾波的單相不可控
整流電路 178
5.5.2 電容濾波的三相不可控
整流電路 179
5.6 電壓型單相PWM整流電路 180
5.6.1 低壓大電流高頻整流電路 181
5.6.2 電壓型單相BOOST型PWM
整流電路 183
5.6.3 電壓型單相橋式PWM
整流電路 187
5.7 電壓型三相PWM整流電路 190
5.7.1 電壓型三相PWM整流電路 190
5.7.2 電流間接控制的三相PWM
整流系統(tǒng) 191
5.7.3 電流直接控制的三相PWM
整流系統(tǒng) 191
本章小結(jié) 192
思考題與習(xí)題 194
第6章 交流-交流變換技術(shù) 197
6.1 交流調(diào)壓電路 197
6.1.1 單相交流調(diào)壓電路 197
6.1.2 三相交流調(diào)壓器 202
6.1.3 PWM斬控三相交流調(diào)壓電路 205
6.2 交-交變頻電路 205
6.2.1 單相交-交變頻電路 206
6.2.2 三相交-交變頻電路 210
6.3 矩陣式變換器 213
6.3.1 矩陣式變換器的拓撲結(jié)構(gòu) 213
6.3.2 矩陣式變換器的功率開關(guān) 214
6.3.4 矩陣式變換器的控制原理 215
6.4 其他交流電力控制電路 218
6.4.1 交流調(diào)功電路 218
6.4.2 交流電力電子開關(guān) 218
本章小結(jié) 219
思考題與習(xí)題 220
第7章 軟開關(guān)技術(shù) 221
7.1 軟開關(guān)的基本概念 221
7.1.1 開關(guān)過程器件損耗及開關(guān)方式 221
7.1.2 零電壓開關(guān)與零電流開關(guān) 223
7.1.3 軟開關(guān)電路的分類 223
7.2 準(zhǔn)諧振軟開關(guān)換流器 225
7.2.1 零電流準(zhǔn)諧振變換器 226
7.2.2 零電壓準(zhǔn)諧振變換器 229
7.2.3 諧振型直流連接逆變器 232
7.3 零電壓開關(guān)諧振變換器 235
7.3.1 全橋零電壓開關(guān)LLC
諧振變換器 235
7.3.2 移相全橋型零電壓開關(guān)PWM
直流-直流變換器 239
7.4 零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器 241
7.5 軟開關(guān)技術(shù)新進展 242
本章小結(jié) 242
思考題與習(xí)題 243
第8章 電力電子技術(shù)在清潔
能源系統(tǒng)中的應(yīng)用 244
8.1 清潔能源與組合電路概述 244
8.2 太陽能系統(tǒng) 245
8.3 風(fēng)能系統(tǒng) 248
8.4 燃料電池能源系統(tǒng) 250
8.5 清潔能源汽車動力系統(tǒng) 251
8.5.1 純電動汽車 251
8.5.2 混合動力汽車 252
8.6 混合能源發(fā)電系統(tǒng) 253
8.7 電力電子在清潔能源系統(tǒng)中
應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 254
本章小結(jié) 257
思考題與習(xí)題 257
參考文獻 259
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