电力电子技术

本书是“十三五”江苏省高等学校重点教材，也是全国部分理工类地方本科院校联盟规划的应用型教材之一。全书贯彻“理论与应用相统一、教学与实际相结合、工程应用特点明显”的思想，介绍了电力电子器件、基本变换电路、主要控制技术及典型应用案例。
全书共分九章。第1章绪论，讲述电力电子技术的基本概念、开关变流原理、电力电子技术的主要应用等。第2章电力电子器件，对各种器件的结构进行简要介绍，着重介绍其外特性、工作原理和主要参数，并结合一些品牌器件的参数样本，给出器件参数查阅和选择的方法。第3章讲述应用电力电子器件时涉及的驱动、保护及串/并联问题。第4～7章讲述四大类变换电路（AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC）的基本理论，并在每一章后给出典型应用案例，介绍其在工程中的具体应用。第8章讲述PSIM仿真软件的使用方法。第9章为电力变换电路综合应用案例，讲述双PWM变频器主电路、控制电路设计的基本方法和思路；分析了典型不间断电源UPS的应用电路。
本书可作为工程应用型高等院校电气工程及其自动化、自动化专业本科生教材，也可作为从事电力电子技术工作的工程技术人员的参考用书。

前言
第1章绪论1
内容提要1
本章内容导入1
1.1电力电子技术的概念与发展1
1.1.1电力电子技术的概念1
1.1.2电力电子技术的研究内容2
1.1.3电力电子技术的发展4
1.2电力电子技术的应用6
1.2.1电源设计中的电力电子技术6
1.2.2一般工业中的电力电子技术6
1.2.3电力系统中的电力电子技术7
1.2.4交通运输中的电力电子技术8
1.2.5家用电器中的电力电子技术8
1.2.6新能源发电中的电力电子技术9
1.3电力电子技术课程的基本要求及仿真软件10
1.3.1电力电子技术课程的基本要求10
1.3.2电力电子技术常用的仿真软件10
第2章电力电子器件13
内容提要13
本章内容导入13
2.1概述13
2.1.1理想开关特性14
2.1.2实际开关与损耗15
2.1.3电力电子器件工作在高频开关状态下的优势16
2.2功率二极管16
2.2.1功率二极管的结构及工作原理17
2.2.2功率二极管的静态特性18
2.2.3功率二极管的动态特性18
2.2.4功率二极管的参数20
2.2.5功率二极管的主要类型22
2.3晶闸管22
2.3.1晶闸管的结构及工作原理23
2.3.2晶闸管的静态伏安特性25
2.3.3晶闸管的动态特性25
2.3.4晶闸管的参数27
2.3.5晶闸管的派生器件30
2.4门极关断晶闸管31
2.5电力晶体管32
2.5.1GTR的结构和工作原理32
2.5.2GTR的静态特性33
2.5.3GTR的动态特性33
2.5.4GTR的主要参数34
2.6功率场效应晶体管34
2.6.1功率MOSFET的结构和工作原理34
2.6.2功率MOSFET的静态特性36
2.6.3功率MOSFET的动态特性37
2.6.4功率MOSFET的主要参数39
2.7绝缘栅双极晶体管(IGBT)41
2.7.1IGBT的结构和工作原理41
2.7.2IGBT的静态特性42
2.7.3IGBT的动态特性43
2.7.4IGBT的主要参数43
2.8功率集成模块44
2.8.1二极管模块44
2.8.2晶闸管模块44
2.8.3MOSFET和IGBT模块44
2.8.4智能功率模块(IPM)45
2.8.5电力电子器件的研制水平46
2.9晶闸管的典型测试方法46
2.9.1万用表测试法47
2.9.2发光测试法49
2.10IGBT的双脉冲测试法49
2.10.1双脉冲实验的电路及设备49
2.10.2双脉冲实验的基本过程50
本章小结54
思考题与习题55
第3章电力电子器件应用基础56
内容提要56
本章内容导入56
3.1电力电子器件的基本驱动电路56
3.1.1晶闸管的门极驱动电路57
3.1.2电流型全控器件的驱动58
3.1.3电压型全控器件的驱动60
3.2电力电子器件的保护61
3.2.1过电压保护61
3.2.2过电流保护63
3.3电力电子器件的缓冲电路63
3.4电力电子器件的串联与并联65
3.4.1电力电子器件的串联65
3.4.2电力电子器件的并联66
3.5电力电子器件驱动与保护典型应用电路67
3.5.1三相晶闸管智能控制模块67
3.5.2集成化驱动芯片及电路介绍68
3.62SC0106T集成芯片及其驱动电路设计73
3.6.12SC0106T芯片介绍73
3.6.2基于2SC0106T的驱动电路设计76
本章小结79
思考题与习题79
第4章交流-直流变换电路81
内容提要81
本章内容导入81
4.1单相可控整流电路81
4.1.1单相半波可控整流电路82
4.1.2单相桥式全控整流电路86
4.1.3单相桥式半控整流电路90
4.1.4单相全波可控整流电路92
4.2三相可控整流电路93
4.2.1三相半波共阴极可控整流电路94
4.2.2三相半波共阳极可控整流电路98
4.2.3三相桥式全控整流电路99
4.3大功率可控整流电路106
4.3.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路106
4.3.2两组三相桥式整流电路并联的12脉波相控整流电路108
4.3.3两组三相桥式整流电路串联的12脉波相控整流电路109
4.4考虑变压器漏感的整流电路110
4.4.1换相过程与换相重叠角110
4.4.2换相期间基本的数量关系111
4.4.3变压器漏感对整流电路的影响112
4.5有源逆变电路112
4.5.1有源逆变的概念112
4.5.2三相桥式整流电路的有源逆变工作状态115
4.5.3逆变失败与最小逆变角的116
4.6整流电路的谐波和功率因数117
4.6.1整流电路对电网产生的影响117
4.6.2整流电路的谐波分析基础118
4.6.3交流侧谐波和功率因数分析119
4.6.4直流侧输出电压和电流的谐波分析120
4.7电压型PWM整流器122
4.7.1电压型单相PWM整流器122
4.7.2电压型三相PWM整流器126
4.8可控整流电路的典型应用案例128
4.8.1可控整流电路在高压直流输电系统中的应用128
4.8.2可控整流电路在冶金熔炼电源中的应用129
4.8.3城市轨道交通供电系统整流机组的电路131
4.8.4晶闸管可逆直流调速系统132
本章小结133
思考题与习题133
第5章直流-交流变换电路136
内容提要136
本章内容导入136
5.1逆变电路概述137
5.1.1逆变电路的基本工作原理137
5.1.2逆变电路的基本类型137
5.1.3逆变电路的控制方式138
5.2电压型方波逆变电路138
5.2.1单相电压型逆变电路138
5.2.2三相桥式电压型方波逆变电路140
5.3电流型方波逆变电路143
5.3.1单相桥式电流型逆变电路143
5.3.2三相桥式电流型逆变电路144
……