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前言页1

第一章 功率电子学现状与发展1

1 功率电子技术的形成及发展动力2

2 80年代功率电子技术的基本动向3

1.GTO向大容量化和快速化发展、取得了重大突破3

2.GTR模块化、并进入成熟时期4

3.MOSFET飞速增长4

4.MOS双极复合器件大发展4

5.功率IC已进入功率半导体市场5

6.智能化模块将产生新一代功率电子装置5

3 扩展到一切领域，向轻小高精发展的功率电子装置6

1.自换向电路已经成熟，开始了全面取代外部换向电路6

2.PWM技术已趋成熟，进入各功率级6

3.交流调速已覆盖了工业所有领域和功率级7

4.电力系统用功率变换装置继续向大容量发展8

5.高频多谐振开关电源是一种新的功率电子技术的发展方向8

4 展望9

第二章 功率晶体管10

1 功率晶体管的特点和参数10

1.功率晶体管的特点10

2.GTR的结构11

3.GTR的参数11

4.GTR的特性12

2 GTR的开关特性12

1.开关响应特性13

2.？和？存在原因及改善措施14

3.GTR在开关过程中工作点移动轨迹15

1.正向偏置安全工作区17

3.GTR的功率特性17

2.反向偏置安全工作区18

3.GTR的二次击穿18

4.GTR模块21

1.达林顿晶体管21

2.GTR模块21

3.GTR模块与电动机配套24

4.GTR智能功率模块25

5 GTR的驱动电路27

1.GTR驱动电路的设计方法27

2.驱动电路实例29

6 GTR的保护电路35

1.GTR的过电流保护35

2.电流电压传感器LEM模块保护法36

3.GTR的开关辅助网络38

第三章 功率场效应晶体管44

1 结型场效应晶体管44

1.场效应晶体管的类型44

2.结型场效应晶体管44

3.JFET的特性46

2 功率MOS场效应晶体管47

1.N沟道增强型MOSFET48

2.N沟道耗尽型MOSFET50

3.MOSFET的参数51

4.使用场效应晶体管注意的问题52

3 MOSFET的功率特性和开关特性52

1.MOSFET的最大输出功率和最大功耗52

3.开关特性53

2.安全工作区53

4 VMOS场效应晶体管55

1.VVMOS结构55

2.VDMOS结构56

3.VMOSFET的工作原理56

4.VMOSFET的优点57

5 功率MOSFET模块和驱动电路59

1.功率MOSFET模块59

2.MOSFET的驱动电路62

第四章 绝缘栅晶体管66

1 MOS-双极型功率复合器件的发展66

1.MOS-双极型晶体管复合器件66

3.MOS-晶闸管复合器件67

2.MOS触发光控晶闸管67

2 绝缘栅晶体管的工作原理及特性68

1.IGBT的基本结构68

2.IGBT的工作原理68

3.IGBT的特性69

4.擎住效应与安全工作区70

5.温度效应72

3 IGBT功率模块72

1.由基本单元电路组成的模块72

2.IGBT智能功率模块75

4 IGBT的驱动电路77

1.门极驱动条件77

2.直接驱动78

4.双电源驱动79

5.隔离驱动79

3.电流源驱动79

6.集成模块式驱动81

第五章 可关断晶闸管85

1 可关断晶闸管的结构和工作原理85

1.概述85

2.GTO的结构86

3.GTO的导通原理87

4.GTO的关断88

5.GTO模块89

2 GTO的关断特性91

1.GTO关断时门极特性91

2.GTO关断时阳极特性93

4.阳极平均电流？op94

3.擎住电流？L94

2.电流关断增益Boss94

1.最大可关断阳极电流？ATO94

3 GTO的参数94

5.浪涌电流？TSM95

6.工作频率f95

7.管压隆V？95

8.正反向电压VD？M和VR？M95

9.GTO的功率损耗95

4 GTO门极驱动电路97

1.门极触发信号的四度特性97

2.门极解发方式98

3.门极关断控制99

4.门极驱动电路实例100

5 GTO的保护电路102

1.过电流保护及限制di/dt的方法103

2.过电压保护及限制dV/dt的方法104

第六章 其他新型功率电子器件108

1 静电感应晶体管108

1.SIT的结构和工作原理108

2.SIT的特性108

2 静电感应晶闸管109

3 MOS栅控晶闸管110

1.MCT的基本结构和工作原理111

2.MCT的性能与其他器件的比较112

3.发展趋势114

4 功率集成电路114

1.高压集成电路115

2.智能功率集成电路116

1.自冷式散热器119

1 散热器的类型119

第七章 功率半导体器件的散热设计119

2.风冷式散热器123

3.水冷式散热器125

4.沸腾式冷却散热器126

2 功率半导体器件的热阻127

3 功率半导体器件的功耗计算132

1.开和关的瞬时功耗132

2.通态功耗133

3.关态功耗133

4.驱动功耗133

4 散热器的选择及安装134

1.散热器的选择134

2.热管散热器的主要性能和参数136

1.热管的工作原理136

5 热管散热器136

2.散热器的安装136

3.热管散热器的选用138

4.热管散热器的应用139

第八章 功率半导体器件在电动机控制技术中应用140

1 PWM波产生的原理140

1.正弦波PWM140

2.频率关系142

3.双缘调制的PWM143

4.谐波消去法147

5.最小波纹电流法150

6.自适应电流控制PWM151

7.相移PWM152

2 PWM逆变器的实现电路153

1.功率MOSFET在高频SPWM逆变器中的应用154

2.电压型GTO变频器158

3 微机控制的全数字GTR-SPWM变频调速系统164

1.主电路164

2.SPWM信号的产生166

3.驱动电路的设计171

4.保护电路172

5.抗干扰措施172

4 滑动模矢量控制交流电动机175

1.滑动模控制算法175

2.控制系统构成177

5 解耦变结构控制交流电动机180

1.解耦变结构调速系统的数学模型180

2.解耦变结构的控制策略182

3.控制算法及仿真184

6 SPWM-IGBT逆变器187

1.SPWM波的产生187

2.驱动电路192

3.主电路193

4.保护电路195

7 磁链追踪型PWM通用变频器196

1.磁链追踪型PWM法的基本原理与控制算法196

2.控制系统的构成及软件技术199

3.磁链追踪型PWM通用变频器199

8 微机控制GTO斩波调速系统202

1.GTO斩波器202

2.控制脉冲的产生202

2.晶体管斩波器直流调速方式207

1.直流电动机调速特性207

9 用GTR控制直流电动机调速207

3.晶体管斩波器的主要用途209

4.微机控制GTR斩波直流调速系统210

10 功率半导体器件在同步电动机控制中的应用213

1.开环电压/频率控制213

2.自控方式214

3.矢量控制215

4.交流永磁无刷伺服系统216

第九章 交直流可变电源227

1 不停电电源(UPS)的基本原理227

1.UPS整流器227

2.UPS逆变器228

3.UPS静态开关、系统监视操作保护及蓄电池228

1.250型UPS电路231

2 MOSFET组成UPS电路231

2.SG1525集成电路驱动的MOSFET逆变器235

3 三端式UPS239

1.工作原理241

2.系统控制242

3.小结242

4 UPS用变换电路243

1.高频耦合UPS的变换电路243

2.PWM双桥叠加逆变器246

5 智能型MOS开关电源功率集成电路247

1.智能型MOS开关电源的组成和原理248

2.工艺和结果250

第十章 高次谐波分量分析及抑制方法251

1 功率电子电路非正弦周期电流傅氏级数251

2.谐波发生器257

2 变流器高次谐波的危害性257

1.高次谐波的危害性257

3.对潜在谐波问题的推断261

4.控制谐波措施262

5.高次谐波电压、电流的允许值263

3 高次谐波分析及抑制265

1.对称的典型阶梯波265

2.对称的调宽调幅阶梯波268

3.对称的调宽矩形波270

4 交流滤波器设计272

1.常K型两元件Г型滤波器273

2.m型三元件Г型滤波器281

参考文献287