电力电子技术

1 绪论（1）
1.1 电力电子技术及特点（1）
1.2 电力电子技术的发展概述（1）
1.3 电力电子技术研究的内容（5）
1.3.1 电力电子开关器件（5）
1.3.2 电力电子变换器主电路（6）
1.3.3 电力电子功率变换的基本类型（6）
1.3.4 控制方式（8）
1.4 电力电子技术应用（9）
1.5 教学要求（12）
2 电力半导体器件特性与应用（13）
2.1 概述（13）
2.2 晶闸管及其派生器件（13）
2.2.1 晶闸管的基本工作原理（13）
2.2.2 晶闸管静态伏安特性（15）
2.2.3 晶闸管基本特性参数（16）
2.2.4 晶闸管的门极驱动电路（23）
2.2.5 晶闸管的保护（25）
2.2.6 晶闸管的派生器件（26）
2.3 双极型晶体管（34）
2.3.1 bjt结构和基本工作原理（34）
2.3.2 特性与参数（35）
2.3.3 bjt的驱动和保护（41）
2.4 功率场效应晶体管（powermosfet）（47）
2.4.1 功率mosfet的结构和基本工作原理（47）
2.4.2 静态特性与参数（48）
2.4.3 动态特性与参数（50）
2.4.4 安全工作区（52）
2.4.5 功率mosfet的驱动和保护（53）
2.5 绝缘栅双极型晶体管（igbt）（55）
2.5.1 igbt的结构和基本工作原理（56）
2.5.2 igbt的基本特性（57）
2.5.3 门极驱动（60）
2.5.4 igbt保护（62）
2.6 其他功率半导体器件（64）
2.6.1 静电感应晶体管（sit）（64）
2.6.2 静电感应晶闸管（sith）（66）
2.6.3 mos控制晶闸管（68）
2.7 功率集成电路与ipm（70）
2.7.1 功率集成电路（70）
2.7.2 智能模块ipm（74）
2.8 全控型开关器件的缓冲电路与串并联（77）
2.8.1 缓冲电路（77）
2.8.2 电力开关元件的串并联（82）
习题（84）

3 ac/dc变换技术（86）
3.1 概述（86）
3.2 相控整流电路（87）
3.2.1 工频相控整流的基本原理（87）
3.2.2 单相可控整流电路（89）
3.2.3 三相可控整流电路（98）
3.2.4 变压器漏抗对整流电路的影响（108）
3.3 相控整流电路设计方法（110）
3.3.1 相控整流电路设计程序（110）
3.3.2 设计举例（111）

3.4 pwm整流电路（113）
3.4.1 单相电压型pwm整流电路（113）
3.4.2 三相电压型pwm整流电路（117）
3.4.3 三相电流型pwm整流电路（119）
习题（120）

4 dc/ac变换技术（122）
4.1 概述（122）
4.1.1 逆变器的分类（122）
4.1.2 逆变电路原理与结构（123）
4.2 有源逆变（124）
4.2.1 单相桥式逆变电路（125）
4.2.2 实现有源逆变的条件（126）
4.2.3 三相桥式逆变电路（127）
4.2.4 逆变失败与最小逆变角的限制（128）
4.3 pwm逆变器（129）
4.3.1 单相pwm逆变器（129）
4.3.2 三相逆变器（133）
4.3.3 spwm波形生成技术（137）
4.4 阶梯波（145）

4.5 pwm逆变器设计（148）
4.5.1 主回路元件选择（148）
4.5.2 驱动与保护电路设计（150）
4.5.3 缓冲电路计算（150）
4.5.4 pwm策略与滤波电路（150）
4.5.5 热计算（151）
4.5.6 逆变变压器设计（151）
4.5.7 控制策略（151）
习题（152）
5 dc/dc变换技术（154）
5.1 概述（154）
5.2 直流/直流变换电路（154）
5.2.1 降压变换器（154）
5.2.2 升压变换器（160）
5.2.3 升降压变换器（163）
5.2.4 库克变换器（166）
5.3 变压器隔离的直流直流变换器（169）
5.3.1 正激变换器（169）
5.3.2 反激变换器（170）
5.3.3 半桥式隔离的降压变换器（170）
5.3.4 全桥式隔离的降压变换器（171）
5.4 开关电源设计原理（173）
5.4.1 开关电源的性能指标（174）
5.4.2 开关电源的设计原理（174）
习题（180）

6 ac/ac变换技术（181）
6.1 概述（181）
6.2 单相交流调压（181）
6.2.1 通断控制调压方法（181）
6.2.2 相位控制调压方法（182）
6.3 三相交流调压（182）

6.4 矩阵变换器（185）
6.4.1 矩阵变换器的拓扑结构（185）
6.4.2 矩阵变换器的功率开关（186）
6.4.3 矩阵变换器的换流（186）
6.4.4 矩阵变换器的控制原理（187）

6.5 交流交流变频电路（191）
6.5.1 单相交交变频电路（191）
6.5.2 三相交交变频电路（195）
习题（198）

7 谐振开关技术（199）
7.1 概述（199）
7.2 谐振电路基本工作原理（200）
7.2.1 串联谐振电路工作原理（200）
7.2.2 并联谐振电路工作原理（200）
7.3 软开关电路在开关电源中的分类（201）
7.3.1 准谐振变换器（201）
7.3.2 软开关pwm技术（205）
7.4 直流环节谐振型逆变器（210）
7.4.1 有损耗lc谐振槽路（210）
7.4.2 开关sr的作用（211）
7.4.3 rdcli的工作过程分析（212）
习题（213）

8 电力电子电路计算机仿真（214）
8.1 概述（214）
8.2 电力电子仿真分析基础（215）
8.2.1 仿真分析中常用的器件模型（215）
8.2.2 仿真分析基本方法（216）
8.3 matlab用于电力电子电路分析方法（218）
8.3.1 matlab语言简介（218）
8.3.2 matlab电气系统模块（psb）仿真过程（218）
8.3.3 psb提供的库和模块（219）
8.3.4 psb中电力电子器件模型（227）
8.3.5 电子仿真举例psb电力（234）
8.4 pspice用于电力电子电路分析方法（238）
8.4.1 pspice语言简介（238）
8.4.2 pspice的电路及元器件描述（239）
8.4.3 pspice通用语句与仿真分析（253）
8.4.4 pspice仿真实例（257）
习题（258）
9 电力电子电路运行中的问题（260）
9.1 电力电子谐波与有源电力滤波器（260）
9.1.1 有源滤波补偿原理（260）
9.1.2 apf主电路及其控制（261）
9.2 功率因数提升技术（262）
9.2.1 电力电子装置功率因数的基本概念（262）
9.2.2 整流电路的功率因数及其改善措施（264）
9.2.3 采用无功补偿提高功率因数（267）
9.2.4 减小谐波成分，提高电流畸变因数（谐波对cosφ的影响）（270）
9.2.5 采用两组交流装置串联运行（271）
9.2.6 功率因数校正整流电路（271）
9.3 逆变器的并联运行（272）
9.3.1 自整步法（273）
9.3.2 外特性下垂法（274）
9.3.3 主从模块法（275）
9.3.4 热同步并机技术（275）
9.3.5 无主从同步均流技术（276）
9.4 电力电子器件的发热问题（276）
9.4.1 半导体器件最高允许结温与结温减额（276）
9.4.2 热路与温度计算（277）
9.4.3 外部热阻确定方法和散热器设计（279）
9.4.4 瞬态热阻（281）
习题（283）
参考文献（284）