本書是針對“自動化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃”設計，面向電氣工程及自動化、自動化等電氣信息類專業(yè)學習“電力電子技術”“電力電子系統(tǒng)與設計”等專業(yè)基礎理論知識而撰寫的。主要內容包括：電力二極管和晶閘管、晶閘管可控整流電路、晶閘管有源逆變電路、電力晶體管、直流-直流變換器、電力電子變換器輔助電路及元件、直流變換器建模及控制、逆變器及其控制、軟開關技術與諧振變換器、電力半導體器件的熱設計概念等。
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目錄
序
前言
第0章緒論1
0.1電力電子學的形成與發(fā)展1
0.2電力電子技術的基本特點及應用2
0.2.1傳統(tǒng)家電和消費電子2
0.2.2信息產業(yè)3
0.2.3工業(yè)自動化3
0.2.4電氣化交通4
0.2.5電力系統(tǒng)及新能源4
0.3本教材內容簡介和使用說明4
第1章電力二極管和晶閘管5
1.1電力二極管5
1.1.1PN結與二極管的伏安特性5
1.1.2二極管的開關特性6
1.1.3二極管的類型7
1.1.4二極管的性能參數8
1.2晶閘管9
1.2.1晶閘管的結構和工作原理9
1.2.2晶閘管的特性和主要參數11
習題17
第2章晶閘管可控整流電路19
2.1單相橋式可控整流電路19
2.1.1單相橋式全控整流電路19
2.1.2單相橋式半控整流電路27
2.2三相可控整流電路29
2.2.1三相半波可控整流電路29
2.2.2三相橋式全控整流電路35
2.2.3帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路39
*2.3整流電壓的諧波分析和脈動系數44
2.3.1α=0°時45
2.3.2α＞0°時46
*2.4整流電路的多重化48
2.5電源變壓器漏抗對可控整流電路的影響49
2.5.1換相的物理過程和整流電壓波形49
2.5.2換相壓降與整流平均電壓50
2.5.3換相重疊角的計算50
習題52
第3章晶閘管有源逆變電路54
3.1電能的流轉54
3.2三相半波可逆整流電路55
3.2.1整流工作狀態(tài)（0＜α＜π/2）55
3.2.2中間狀態(tài)（α=π/2）55
3.2.3逆變工作狀態(tài)（π/2＜α＜π）55
3.2.4晶閘管的電壓波形57
3.2.5逆變角β57
3.2.6對觸發(fā)電路的要求57
3.3三相橋式可逆整流電路58
3.3.1三相橋式可逆整流電路工作原理59
3.3.2電參數計算59
3.4逆變失敗與控制角的限制60
3.4.1逆變失敗60
3.4.2最小逆變角βmin61
習題62
第4章電力晶體管63
4.1電力雙極晶體管63
4.1.1電力BJT的穩(wěn)態(tài)特性64
4.1.2電力BJT的開關特性65
4.1.3電力BJT的參數66
4.1.4達林頓連接68
4.1.5電力BJT對驅動的要求69
4.2電力MOS場效晶體管70
4.2.1場效應晶體管的分類70
4.2.2MOSFET的導電機理70
4.2.3電力MOSFET的特性和參數74
4.2.4電力MOSFET對驅動的要求78
4.3絕緣柵雙極晶體管IGBT78
4.3.1IGBT結構和原理78
4.3.2IGBT基本特點79
4.3.3IGBT的特性79
4.4寬禁帶半導體器件82
習題83
第5章直流-直流變換器84
5.1基本直流-直流變換器85
5.1.1降壓變換器85
5.1.2升壓變換器91
5.1.3升降壓變換器95
*5.1.4丘克變換器95
5.2單端直流-直流變換器97
5.2.1單端正激變換器97
5.2.2單端反激變換器99
5.3雙端直流-直流變換器105
5.3.1推挽直流-直流變換器106
5.3.2半橋直流-直流變換器109
5.3.3全橋直流-直流變換器112
習題114
第6章電力電子變換器輔助電路及元件116
6.1電力電子變換器閉環(huán)控制電路116
6.1.1電力電子變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)組成116
6.1.2脈寬調制基本原理117
6.1.3集成脈寬調制芯片（控制器）117
6.2開關晶體管的緩沖電路121
6.2.1開關過程及負載線121
6.2.2基本緩沖電路122
*6.2.3無損緩沖電路126
6.3開關晶體管的驅動電路128
6.3.1驅動電路的隔離技術128
6.3.2典型驅動電路130
6.4電力電子變換器中的磁性元件132
6.4.1磁芯的磁特性及基本的磁物理量132
6.4.2磁芯的工作狀態(tài)136
6.4.3常用磁性材料的性能及選用140
*6.4.4脈沖功率變壓器及電感設計142
習題148
第7章直流變換器建模及控制150
7.1建立直流變換器小信號模型的基本方法150
7.1.1思路及步驟150
7.1.2降壓變換器工作在CCM時的模型155
7.2控制性能指標及降壓變換器的閉環(huán)設計159
7.2.1控制系統(tǒng)特性及性能指標159
7.2.2降壓變換器工作在CCM時的閉環(huán)設計161
7.3開關元件平均法及Boost變換器的閉環(huán)設計174
7.3.1開關元件平均法174
7.3.2Boost變換器工作在CCM時的閉環(huán)設計179
7.4狀態(tài)空間平均法和變換器工作在DCM時的閉環(huán)設計189
*7.4.1CCM時狀態(tài)空間平均模型法189
*7.4.2DCM時狀態(tài)空間平均建模方法193
7.4.3變換器工作在DCM時的閉環(huán)設計207
習題214
第8章逆變器及其控制216
8.1逆變器工作原理216
8.1.1電壓型逆變器216
8.1.2電流型逆變器227
8.2逆變器調制方式228
8.2.1單脈寬調制228
8.2.2多脈寬調制229
8.3逆變器數學模型與閉環(huán)控制分析238
8.3.1傳遞函數238
8.3.2濾波器及其數學模型240
8.3.3電壓雙環(huán)控制242
8.3.4電壓電流雙環(huán)控制251
8.3.5逆變器控制設計問題的思考和探討255
習題256
第9章軟開關技術與諧振變換器258
9.1軟開關技術258
9.2諧振變換器259
9.2.1串聯諧振變換器260
9.2.2LLC諧振變換器267
9.2.3并聯諧振變換器、LCC諧振變換器273
9.3準諧振變換器274
9.3.1零電流準諧振274
9.3.2零電壓準諧振277
9.4準諧振開關PWM變換器279
9.4.1零電壓和零電流開關PWM變換器279
9.4.2零轉換PWM變換器281
9.4.3移相全橋軟開關PWM變換器283
習題286
*第10章電力半導體器件的熱設計概念287
10.1電力半導體器件最高允許結溫與結溫減額287
10.2熱路與溫度計算287
10.3熱阻確定方法和散熱器設計289
10.4瞬態(tài)熱路291
習題292
參考文獻293
附錄基本環(huán)節(jié)的對數頻率特性294
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