電力電子技術

1 緒論（1）
1.1 電力電子技術及特點（1）
1.2 電力電子技術的發(fā)展概述（1）
1.3 電力電子技術研究的內(nèi)容（5）
1.3.1 電力電子開關器件（5）
1.3.2 電力電子變換器主電路（6）
1.3.3 電力電子功率變換的基本類型（6）
1.3.4 控制方式（8）
1.4 電力電子技術應用（9）
1.5 教學要求（12）
2 電力半導體器件特性與應用（13）
2.1 概述（13）
2.2 晶閘管及其派生器件（13）
2.2.1 晶閘管的基本工作原理（13）
2.2.2 晶閘管靜態(tài)伏安特性（15）
2.2.3 晶閘管基本特性參數(shù)（16）
2.2.4 晶閘管的門極驅(qū)動電路（23）
2.2.5 晶閘管的保護（25）
2.2.6 晶閘管的派生器件（26）
2.3 雙極型晶體管（34）
2.3.1 bjt結構和基本工作原理（34）
2.3.2 特性與參數(shù)（35）
2.3.3 bjt的驅(qū)動和保護（41）
2.4 功率場效應晶體管（powermosfet）（47）
2.4.1 功率mosfet的結構和基本工作原理（47）
2.4.2 靜態(tài)特性與參數(shù)（48）
2.4.3 動態(tài)特性與參數(shù)（50）
2.4.4 安全工作區(qū)（52）
2.4.5 功率mosfet的驅(qū)動和保護（53）
2.5 絕緣柵雙極型晶體管（igbt）（55）
2.5.1 igbt的結構和基本工作原理（56）
2.5.2 igbt的基本特性（57）
2.5.3 門極驅(qū)動（60）
2.5.4 igbt保護（62）
2.6 其他功率半導體器件（64）
2.6.1 靜電感應晶體管（sit）（64）
2.6.2 靜電感應晶閘管（sith）（66）
2.6.3 mos控制晶閘管（68）
2.7 功率集成電路與ipm（70）
2.7.1 功率集成電路（70）
2.7.2 智能模塊ipm（74）
2.8 全控型開關器件的緩沖電路與串并聯(lián)（77）
2.8.1 緩沖電路（77）
2.8.2 電力開關元件的串并聯(lián)（82）
習題（84）

3 ac/dc變換技術（86）
3.1 概述（86）
3.2 相控整流電路（87）
3.2.1 工頻相控整流的基本原理（87）
3.2.2 單相可控整流電路（89）
3.2.3 三相可控整流電路（98）
3.2.4 變壓器漏抗對整流電路的影響（108）
3.3 相控整流電路設計方法（110）
3.3.1 相控整流電路設計程序（110）
3.3.2 設計舉例（111）

3.4 pwm整流電路（113）
3.4.1 單相電壓型pwm整流電路（113）
3.4.2 三相電壓型pwm整流電路（117）
3.4.3 三相電流型pwm整流電路（119）
習題（120）

4 dc/ac變換技術（122）
4.1 概述（122）
4.1.1 逆變器的分類（122）
4.1.2 逆變電路原理與結構（123）
4.2 有源逆變（124）
4.2.1 單相橋式逆變電路（125）
4.2.2 實現(xiàn)有源逆變的條件（126）
4.2.3 三相橋式逆變電路（127）
4.2.4 逆變失敗與最小逆變角的限制（128）
4.3 pwm逆變器（129）
4.3.1 單相pwm逆變器（129）
4.3.2 三相逆變器（133）
4.3.3 spwm波形生成技術（137）
4.4 階梯波（145）

4.5 pwm逆變器設計（148）
4.5.1 主回路元件選擇（148）
4.5.2 驅(qū)動與保護電路設計（150）
4.5.3 緩沖電路計算（150）
4.5.4 pwm策略與濾波電路（150）
4.5.5 熱計算（151）
4.5.6 逆變變壓器設計（151）
4.5.7 控制策略（151）
習題（152）
5 dc/dc變換技術（154）
5.1 概述（154）
5.2 直流/直流變換電路（154）
5.2.1 降壓變換器（154）
5.2.2 升壓變換器（160）
5.2.3 升降壓變換器（163）
5.2.4 庫克變換器（166）
5.3 變壓器隔離的直流直流變換器（169）
5.3.1 正激變換器（169）
5.3.2 反激變換器（170）
5.3.3 半橋式隔離的降壓變換器（170）
5.3.4 全橋式隔離的降壓變換器（171）
5.4 開關電源設計原理（173）
5.4.1 開關電源的性能指標（174）
5.4.2 開關電源的設計原理（174）
習題（180）

6 ac/ac變換技術（181）
6.1 概述（181）
6.2 單相交流調(diào)壓（181）
6.2.1 通斷控制調(diào)壓方法（181）
6.2.2 相位控制調(diào)壓方法（182）
6.3 三相交流調(diào)壓（182）

6.4 矩陣變換器（185）
6.4.1 矩陣變換器的拓撲結構（185）
6.4.2 矩陣變換器的功率開關（186）
6.4.3 矩陣變換器的換流（186）
6.4.4 矩陣變換器的控制原理（187）

6.5 交流交流變頻電路（191）
6.5.1 單相交交變頻電路（191）
6.5.2 三相交交變頻電路（195）
習題（198）

7 諧振開關技術（199）
7.1 概述（199）
7.2 諧振電路基本工作原理（200）
7.2.1 串聯(lián)諧振電路工作原理（200）
7.2.2 并聯(lián)諧振電路工作原理（200）
7.3 軟開關電路在開關電源中的分類（201）
7.3.1 準諧振變換器（201）
7.3.2 軟開關pwm技術（205）
7.4 直流環(huán)節(jié)諧振型逆變器（210）
7.4.1 有損耗lc諧振槽路（210）
7.4.2 開關sr的作用（211）
7.4.3 rdcli的工作過程分析（212）
習題（213）

8 電力電子電路計算機仿真（214）
8.1 概述（214）
8.2 電力電子仿真分析基礎（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用于電力電子電路分析方法（218）
8.3.1 matlab語言簡介（218）
8.3.2 matlab電氣系統(tǒng)模塊（psb）仿真過程（218）
8.3.3 psb提供的庫和模塊（219）
8.3.4 psb中電力電子器件模型（227）
8.3.5 電子仿真舉例psb電力（234）
8.4 pspice用于電力電子電路分析方法（238）
8.4.1 pspice語言簡介（238）
8.4.2 pspice的電路及元器件描述（239）
8.4.3 pspice通用語句與仿真分析（253）
8.4.4 pspice仿真實例（257）
習題（258）
9 電力電子電路運行中的問題（260）
9.1 電力電子諧波與有源電力濾波器（260）
9.1.1 有源濾波補償原理（260）
9.1.2 apf主電路及其控制（261）
9.2 功率因數(shù)提升技術（262）
9.2.1 電力電子裝置功率因數(shù)的基本概念（262）
9.2.2 整流電路的功率因數(shù)及其改善措施（264）
9.2.3 采用無功補償提高功率因數(shù)（267）
9.2.4 減小諧波成分，提高電流畸變因數(shù)（諧波對cosφ的影響）（270）
9.2.5 采用兩組交流裝置串聯(lián)運行（271）
9.2.6 功率因數(shù)校正整流電路（271）
9.3 逆變器的并聯(lián)運行（272）
9.3.1 自整步法（273）
9.3.2 外特性下垂法（274）
9.3.3 主從模塊法（275）
9.3.4 熱同步并機技術（275）
9.3.5 無主從同步均流技術（276）
9.4 電力電子器件的發(fā)熱問題（276）
9.4.1 半導體器件最高允許結溫與結溫減額（276）
9.4.2 熱路與溫度計算（277）
9.4.3 外部熱阻確定方法和散熱器設計（279）
9.4.4 瞬態(tài)熱阻（281）
習題（283）
參考文獻（284）