目錄
第1章 電力電子技術(shù)概述 1
1.1 電子技術(shù)與電力電子技術(shù) 1
1.2 電力電子技術(shù)基本概念 3
1.2.1 電力電子器件 4
1.2.2 電力電子變流技術(shù) 5
1.2.3 電力電子系統(tǒng)的組成與控制 8
1.3 電力電子技術(shù)的發(fā)展 10
1.4 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 11
1.4.1 電源及消費電子 11
1.4.2 變頻電源 11
1.4.3 可再生能源發(fā)電 12
1.4.4 新能源汽車 12
1.4.5 電氣牽引系統(tǒng) 13
1.4.6 冶金工業(yè) 13
1.4.7 大功率低速傳動 14
1.4.8 電力系統(tǒng) 14
1.4.9 抽水蓄能電站 15
1.5 電力電子技術(shù)的課程內(nèi)容 15
1.6 本書使用指南 16
第2章 電力電子器件及應(yīng)用 18
2.1 電力電子器件的特點與分類 18
2.1.1 電力電子器件的特點 18
2.1.2 電力電子器件的分類 19
2.2 電力電子器件基礎(chǔ) 20
2.3 功率二極管 22
2.3.1 結(jié)型功率二極管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 22
2.3.2 結(jié)型功率二極管的基本特性 23
2.3.3 快速功率二極管 24
2.3.4 肖特基勢壘二極管 25
2.3.5 功率二極管的主要參數(shù) 26
2.3.6 功率二極管的應(yīng)用特點 28
2.4 晶閘管 29
2.4.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 29
2.4.2 晶閘管特性及主要參數(shù) 30
2.4.3 晶閘管派生器件及應(yīng)用 33
2.4.4 晶閘管的觸發(fā) 35
2.4.5 晶閘管的應(yīng)用特點 35
2.5 可關(guān)斷晶閘管 36
2.5.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 36
2.5.2 可關(guān)斷晶閘管特性 37
2.5.3 可關(guān)斷晶閘管的驅(qū)動 38
2.5.4 可關(guān)斷晶閘管的應(yīng)用特點 38
2.6 功率場效應(yīng)晶體管 38
2.6.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 39
2.6.2 功率MOSFET特性及主要參數(shù) 40
2.6.3 功率MOSFET的驅(qū)動 42
2.6.4 功率MOSFET的應(yīng)用特點 42
2.7 絕緣柵雙極晶體管 43
2.7.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 43
2.7.2 IGBT特性及主要參數(shù) 43
2.7.3 IGBT的驅(qū)動 45
2.7.4 IGBT的應(yīng)用特點 46
2.8 其他電力電子器件 46
2.8.1 電力晶體管 46
2.8.2 集成門極換流晶閘管 46
2.8.3 電子注入增強柵晶體管 47
2.9 采用新型半導(dǎo)體材料的電力電子器件 47
2.10 電力電子器件封裝 49
2.11 電力電子集成技術(shù) 51
2.12 電力電子器件應(yīng)用共性問題 52
2.12.1 電力電子器件的保護 52
2.12.2 電力電子器件的散熱 54
2.12.3 電感和電容 56
本章小結(jié) 58
思考與練習(xí) 59
第3章 DC-DC變換器 60
3.1 DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu) 61
3.1.1 Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu) 61
3.1.2 Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu) 63
3.1.3 Boost-Buck型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu) 64
3.1.4 Buck-Boost型DC-DC變換器的基本結(jié)構(gòu) 66
3.2 DC-DC 變換器換流及其特性分析 67
3.2.1 開關(guān)變換器中電容、電感的基本特性 68
3.2.2 Buck變換器換流及其特性分析 68
3.2.3 Boost變換器換流及其特性分析 73
3.2.4 Cuk變換器換流及其特性分析 78
3.3 復(fù)合型DC-DC變換器 82
3.3.1 二象限D(zhuǎn)C-DC變換器 83
3.3.2 四象限D(zhuǎn)C-DC變換器 84
3.3.3 多相多重DC-DC變換器 84
3.4 變壓器隔離型DC-DC變換器 86
3.4.1 隔離型Buck變換器——單端正激式變換器 86
3.4.2 隔離型Buck-Boost變換器——單端反激式變換器 90
3.4.3 隔離型Cuk變換器 93
3.4.4 推挽式變換器 94
3.4.5 全橋變換器 96
3.4.6 半橋變換器 98
本章小結(jié) 102
思考與練習(xí) 102
第4章 DC-AC 變換器（無源逆變器）105
4.1 概述 105
4.1.1 逆變器的基本原理 105
4.1.2 逆變器的分類 109
4.1.3 逆變器的性能指標(biāo) 109
4.2 電壓型逆變器 110
4.2.1 電壓型方波逆變器 110
*4.2.2 電壓型階梯波逆變器 118
4.2.3 電壓型正弦波逆變器 125
4.3 空間矢量PWM控制 146
4.3.1 概述 146
4.3.2 三相電壓型逆變器空間電壓
矢量分析 147
4.3.3 空間電壓矢量的合成 150
4.4 電流型逆變器 152
4.4.1 電流型方波逆變器 153
*4.4.2 電流型階梯波逆變器 158
本章小結(jié) 161
思考與練習(xí) 162
第5章 AC-DC變換器（整流和有源
逆變電路）164
5.1 概述 164
5.2 不控整流電路 165
5.2.1 單相不控整流電路 165
5.2.2 三相不控整流電路 168
5.2.3 整流濾波電路 170
5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 172
5.3 相控整流電路 174
5.3.1 移相控制技術(shù) 174
5.3.2 三相半波相控整流電路 177
5.3.3 三相橋式相控整流電路 182
5.3.4 橋式半控整流電路 187
5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 188
5.4 相控有源逆變電路 191
5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 191
5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 193
5.5 PWM整流電路 196
5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 196
5.5.2 單相APFC整流電路 197
5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 199
5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 206
5.6 同步整流電路 207
本章小結(jié) 208
思考與練習(xí) 209
第6章 AC-AC變換器 212
6.1 概述 212
6.2 交流調(diào)壓電路 213
6.2.1 相控式交流調(diào)壓電路 214
6.2.2 斬控式交流調(diào)壓電路 220
6.3 交流電力控制電路 221
6.3.1 交流調(diào)功電路 221
6.3.2 交流電力電子開關(guān) 222
6.4 交-交變頻電路 223
6.4.1 單相相控交-交變頻電路 223
6.4.2 三相相控交-交變頻電路 226
*6.4.3 矩陣式交-交變頻電路 227
本章小結(jié) 229
思考與練習(xí) 229
第7章 軟開關(guān)變換器 231
7.1 概述 231
7.1.1 功率電路的開關(guān)過程 232
7.1.2 軟開關(guān)的特征及分類 233
7.2 準(zhǔn)諧振變換器 234
7.2.1 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 234
7.2.2 零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器 237
7.3 PWM軟開關(guān)變換器 239
7.3.1 零開關(guān) PWM 變換器 239
7.3.2 零轉(zhuǎn)換PWM 變換器 245
7.4 軟開關(guān)全橋變換器 251
7.4.1 移相控制軟開關(guān)PWM全橋變換器 251
7.4.2 LLC諧振全橋變換器 256
本章小結(jié) 260
思考與練習(xí) 260
參考文獻 263