目錄
前言
第1章緒論1
1.1電力電子技術(shù)的定義與特點(diǎn)1
1.1.1電力電子技術(shù)的定義1
1.1.2電力電子學(xué)1
1.1.3電力電子技術(shù)的特點(diǎn)2
1.1.4電力電子技術(shù)的作用3
1.2電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史3
1.3電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與前景6
1.4電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域7
1.5電力電子技術(shù)研究的內(nèi)容9
1.5.1電力電子器件9
1.5.2電力電子變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10
1.5.3電力電子變換器的基本類(lèi)型11
1.5.4電力電子電路的控制12
思考題與習(xí)題13
第1篇不/半控型器件及相控變流器
第2章不/半控型器件15
2.1電力二極管15
2.1.1電力二極管的結(jié)構(gòu)15
2.1.2基本特性16
2.1.3主要參數(shù)16
2.1.4主要類(lèi)型17
2.2晶閘管及其派生器件17
2.2.1晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理17
2.2.2晶閘管的基本特性19
2.2.3晶閘管的主要參數(shù)21
2.2.4晶閘管的派生器件23
思考題與習(xí)題26
第3章晶閘管門(mén)極觸發(fā)電路及保護(hù)27
3.1晶閘管門(mén)極觸發(fā)電路的基本要求27
3.2晶閘管門(mén)極觸發(fā)電路的分類(lèi)28
3.3晶閘管門(mén)極觸發(fā)電路29
3.3.1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路29
3.3.2強(qiáng)觸發(fā)脈沖電路31
3.3.3集成觸發(fā)電路31
3.3.4數(shù)字觸發(fā)電路37
3.3.5GTO門(mén)極觸發(fā)電路41
3.4觸發(fā)電路的定相43
3.5電力電子器件的緩沖電路與串并聯(lián)47
3.5.1緩沖電路47
3.5.2電力電子器件的串并聯(lián)50
3.6晶閘管的保護(hù)52
3.6.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)52
3.6.2過(guò)電流保護(hù)53
3.7電力電子器件的發(fā)熱與散熱54
3.7.1電力電子器件的發(fā)熱54
3.7.2電力電子器件的散熱56
思考題與習(xí)題58
第4章移相控制理論基礎(chǔ)60
4.1移相控制數(shù)學(xué)基礎(chǔ)60
4.1.1三角函數(shù)常用公式60
4.1.2三角函數(shù)的微積分公式63
4.1.3單相正弦交流分析63
4.1.4三相正弦交流分析64
4.2移相控制理論66
4.2.1移相控制理論概述66
4.2.2單脈波波形的分析67
4.2.3雙脈波波形的分析68
4.2.4三脈波波形的分析71
4.2.5六脈波波形的分析73
4.2.6不同脈波的波形系數(shù)變化規(guī)律76
4.3整流電路的運(yùn)行方式與控制角的關(guān)系77
思考題與習(xí)題78
第5章相控整流電路及有源逆變電路80
5.1相控整流電路80
5.2二極管不控整流電路82
5.2.1單相半波不控整流電路82
5.2.2單相橋式不控整流電路83
5.3單相可控整流電路84
5.3.1電阻性負(fù)載的單相半波可控整流電路84
5.3.2電感性負(fù)載的單相半波可控整流電路86
5.3.3電阻性負(fù)載的單相橋式整流電路89
5.3.4 電感性負(fù)載的單相全控整流電路91
5.3.5帶續(xù)流二極管電感性負(fù)載的單相橋式全控整流電路92
5.3.6帶反電勢(shì)負(fù)載的單相橋式全控整流電路93
5.3.7單相橋式半控整流電路94
5.4三相半波可控整流電路97
5.4.1電阻性負(fù)載的三相半波可控整流電路97
5.4.2電感性負(fù)載的三相半波可控整流電路102
5.4.3有續(xù)流二極管的三相半波可控整流電路103
5.4.4共陽(yáng)極連接的三相半波可控整流電路104
5.5三相橋式全控整流電路104
5.5.1大電感負(fù)載在α=0時(shí)的理想工作狀態(tài)105
5.5.2大電感負(fù)載在α＞0時(shí)的理想工作狀態(tài)107
5.5.3純電阻性負(fù)載時(shí)的工作狀態(tài)110
5.5.4三相橋式全控整流電路的換流過(guò)程分析112
5.6有源逆變電路116
5.6.1電源間能量傳輸?shù)臈l件116
5.6.2利用三相橋式全控整流電路構(gòu)成的有源逆變電路116
5.6.3逆變狀態(tài)的顛覆現(xiàn)象 118
5.6.4整流橋拉入逆變狀態(tài)運(yùn)行的特殊應(yīng)用119
5.7負(fù)載性質(zhì)對(duì)整流器的影響和整流器的功率因數(shù)121
5.7.1有限電感負(fù)載時(shí)的工作狀況122
5.7.2反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載（0＜L＜∞）時(shí)的工作狀況125
5.7.3整流電路的功率因數(shù)127
5.8相控整流器的工程設(shè)計(jì)129
5.8.1相控整流電路的設(shè)計(jì)流程129
5.8.2設(shè)計(jì)舉例133
思考題與習(xí)題134
第2篇全控型器件及脈沖控制變流器
第6章全控型電力電子器件137
6.1電力雙極型晶體管137
6.1.1GTR的結(jié)構(gòu)及工作原理137
6.1.2GTR的類(lèi)型137
6.1.3GTR的特性138
6.1.4GTR的主要參數(shù)139
6.2電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管140
6.2.1Power MOSFET的結(jié)構(gòu)及工作原理140
6.2.2Power MOSFET的靜態(tài)特性和主要參數(shù)141
6.2.3Power MOSFET的動(dòng)態(tài)特性和主要參數(shù)142
6.2.4Power MOSFET的安全工作區(qū)143
6.3絕緣柵雙極型晶體管144
6.3.1IGBT的結(jié)構(gòu)及工作原理144
6.3.2IGBT的基本特性144
6.3.3擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)146
6.4其他新型電力電子器件146
6.4.1靜電感應(yīng)晶體管146
6.4.2靜電感應(yīng)晶閘管147
6.4.3MOS控制晶閘管147
6.4.4集成門(mén)極換流晶閘管148
6.4.5功率集成電路148
6.4.6智能功率模塊149
思考題與習(xí)題150
第7章全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)電路151
7.1驅(qū)動(dòng)電路的基本要求151
7.2GTR的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路152
7.3Power MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路155
7.4IGBT的驅(qū)動(dòng)電路156
思考題與習(xí)題159
第8章脈沖寬度調(diào)制技術(shù)160
8.1PWM的基本原理160
8.2PWM的工作模式161
8.2.1單極性PWM模式161
8.2.2雙極性PWM模式161
8.3正弦波脈沖寬度調(diào)制技術(shù)162
8.3.1單相單極性SPWM163
8.3.2單相雙極性SPWM163
8.3.3三相雙極性SPWM164
8.4SPWM的實(shí)現(xiàn)方案165
8.4.1計(jì)算法和調(diào)制法165
8.4.2異步調(diào)制和同步調(diào)制165
8.4.3自然采樣法和規(guī)則采樣法166
8.4.4PWM跟蹤控制方法168
思考題與習(xí)題171
第9章PWM整流電路172
9.1PWM整流電路的基本原理172
9.1.1概述172
9.1.2PWM整流電路的工作原理172
9.1.3PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)174
9.2單相電壓型PWM整流電路176
9.2.1單相電壓型PWM整流器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)176
9.2.2單相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型177
9.3三相電壓型PWM整流電路177
9.3.1三相PWM整流器動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型178
9.3.2基于狀態(tài)空間平均法數(shù)學(xué)模型179
9.3.3三相電壓型PWM整流器換流過(guò)程的分析181
9.4電壓型PWM整流電路的控制183
9.4.1單相電壓型PWM整流器的控制183
9.4.2三相PWM整流器的控制184
思考題與習(xí)題191
第10章PWM直流斬波電路192
10.1非隔離型DC�睤C變換電路192
10.1.1降壓型電路192
10.1.2升壓型電路197
10.1.3升降壓型電路201
10.1.4庫(kù)克型電路203
10.1.5Zeta型電路206
10.1.6Sepic型電路208
10.2隔離型DC�睤C變換電路210
10.2.1正激電路210
10.2.2反激電路212
10.2.3推挽電路215
10.2.4半橋電路216
10.2.5全橋電路218
10.3DC�睤C變換電路之間的關(guān)系220
思考題與習(xí)題221
第11章PWM逆變電路222
11.1概述222
11.1.1逆變電路的分類(lèi)222
11.1.2DC�睞C變換的工作原理222
11.1.3逆變電路的換流方式224
11.2電壓型逆變電路225
11.2.1單相電壓型逆變電路225
11.2.2三相電壓型逆變電路227
11.3電流型逆變電路229
11.3.1單相電流型逆變電路229
11.3.2三相電流型逆變電路230
思考題與習(xí)題232
第12章AC�睞C變換電路233
12.1交流調(diào)壓電路233
12.1.1單相相位控制的交流調(diào)壓電路234
12.1.2三相相位控制的交流調(diào)壓電路238
12.1.3斬波控制的交流調(diào)壓電路242
12.2交流電力控制電路245
12.3交�步蛔冾l電路247
12.3.1單相交�步蛔冾l電路247
12.3.2三相交�步蛔冾l電路252
12.4矩陣式變頻電路255
12.4.1基本工作原理256
12.4.2控制策略258
思考題與習(xí)題259
第3篇電力電子技術(shù)的工程應(yīng)用
第13章軟開(kāi)關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用261
13.1軟開(kāi)關(guān)的基本概念及分類(lèi)261
13.1.1硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)261
13.1.2零電壓開(kāi)關(guān)和零電流開(kāi)關(guān)262
13.1.3軟開(kāi)關(guān)電路的分類(lèi)263
13.2典型的軟開(kāi)關(guān)電路266
13.2.1零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路266
13.2.2移相全橋型零電壓開(kāi)關(guān)PWM電路268
13.2.3零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路270
13.2.4諧振直流環(huán)272
思考題與習(xí)題274
第14章電力電子裝置及應(yīng)用275
14.1開(kāi)關(guān)電源275
14.1.1直流穩(wěn)壓電源概述275
14.1.2開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)276
14.2不間斷電源281
14.2.1UPS電源的分類(lèi)281
14.2.2UPS電源中的電力電子變換電路284
14.3靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置285
14.3.1晶閘管控制的電抗器285
14.3.2晶閘管投切電容器補(bǔ)償裝置286
14.3.3靜止無(wú)功發(fā)生器286
14.4電力儲(chǔ)能系統(tǒng)287
14.4.1蓄電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能288
14.4.2飛輪儲(chǔ)能289
14.4.3超導(dǎo)儲(chǔ)能290
14.5電力電子技術(shù)在可再生能源中的應(yīng)用291
14.5.1電力電子技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用292
14.5.2電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用296
14.6柔性交流輸電系統(tǒng)298
14.7直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)299
14.7.1工作于整流狀態(tài)時(shí)299
14.7.2工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)302
14.7.3直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)303
14.8交流變頻調(diào)速系統(tǒng)305
14.8.1交�仓豹步蛔冾l器306
14.8.2交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制方式308
14.9功率因數(shù)校正技術(shù)309
14.9.1功率因數(shù)校正電路的基本原理310
14.9.2單級(jí)功率因數(shù)校正技術(shù)312
14.10電能無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)313
14.10.1基礎(chǔ)理論與分類(lèi)313
14.10.2無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型316
14.10.3基于PCB的感應(yīng)式能量傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)322
思考題與習(xí)題325
參考文獻(xiàn)326