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绪论1

项目1 电力电子器件4

1.1 电力二极管4

1.1.1 结构和伏安特性5

1.1.2 主要参数6

1.1.3 型号及选择原则6

1.2 晶闸管8

1.2.1 晶闸管的结构8

1.2.2 晶闸管的导通关断条件8

1.2.3 晶闸管的工作原理10

1.2.4 晶闸管的阳极伏安特性及主要参数11

1.2.5 晶闸管的门极伏安特性及主要参数15

1.2.6 晶闸管的简易测试15

1.3 其他类型晶闸管16

1.3.1 双向晶闸管16

1.3.2 可关断晶闸管20

1.3.3 快速晶闸管24

1.3.4 逆导晶闸管25

1.3.5 光控晶闸管25

1.4 电力晶体管（GTR）25

1.4.1 电力晶体管的结构与工作原理26

1.4.2 电力晶体管的特性与参数29

1.4.3 电力晶体管的基极驱动与缓冲电路30

1.5 电力场效应晶体管（电力MOSFET）34

1.5.1 电力场效应晶体管的结构与特性35

1.5.2 电力场效应晶体管的主要参数38

1.5.3 电力场效应晶体管的栅极驱动与保护38

1.6 绝缘栅双极晶体管（IGBT）42

1.6.1 IGBT的工作原理与特性参数42

1.6.2 IGBT的电压、电流额定值的选择46

1.6.3 IGBT的驱动电路47

1.6.4 IGBT的保护49

1.7 其他新型电力电子元件51

1.7.1 MOS控制晶闸管（MCT）51

1.7.2 静电感应晶体管（SIT）53

1.7.3 静电感应晶闸管（SITH）55

1.7.4 集成门极换流晶闸管（IGCT）57

1.7.5 智能功率模块IPM58

小结59

思考题与习题63

实训1.1 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性66

实训1.2 GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路67

项目2 可控整流电路70

2.1 单相半波可控整流电路70

2.1.1 电阻性负载70

2.1.2 电感性负载72

2.1.3 晶闸管的触发电路76

2.2 单相桥式全控整流电路78

2.2.1 电阻性负载78

2.2.2 电感性负载80

2.2.3 反电动势负载83

2.3 单相桥式半控整流电路84

2.3.1 电阻性负载85

2.3.2 电感性负载85

2.3.3 单结晶体管触发电路89

2.4 三相半波可控整流电路93

2.4.1 电阻性负载93

2.4.2 电感性负载97

2.4.3 三相半波共阳极可控整流电路98

2.5 三相桥式全控整流电路100

2.5.1 工作原理和波形分析100

2.5.2 主要参数关系102

2.5.3 反电动势负载102

2.6 三相桥式半控整流电路103

2.6.1 电阻性负载103

2.6.2 电感性负载104

2.7 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路105

2.7.1 电路原理105

2.7.2 波形分析106

2.8 整流电路的换相压降与外特性109

2.8.1 换相期间的输出电压109

2.8.2 换相重叠角γ110

2.8.3 可控整流电路的外特性111

2.8.4 变压器漏抗对整流电路的其他影响111

2.9 同步电压为锯齿波的触发电路112

2.9.1 同步环节112

2.9.2 锯齿波形成及脉冲移相环节113

2.9.3 脉冲形成、放大和输出环节114

2.9.4 双脉冲形成环节115

2.9.5 强触发及脉冲封锁环节116

2.10 集成触发电路116

2.10.1 KC04与KC41C组成的三相全控桥集成触发电路116

2.10.2 波形分析116

2.11 触发脉冲与主电路电压的同步119

2.11.1 同步的意义119

2.11.2 实现同步的方法119

2.11.3 定相举例121

2.12 可控整流电路应用实例分析122

2.12.1 一体化三相桥式全控整流模块122

2.12.2 直流电动机拖动控制123

2.12.3 直流稳压电源123

小结124

思考题与习题125

实训2.1 单相半波可控整流电路127

实训2.2 单相桥式半控整流电路129

实训2.3 锯齿波同步移相触发电路131

实训2.4 三相半波可控整流电路133

实训2.5 三相桥式半控整流电路134

实训2.6 三相桥式全控整流电路137

项目3 交流调压电路140

3.1 单相交流调压140

3.1.1 电阻负载140

3.1.2 电感性负载142

3.1.3 晶闸管交流稳压电路142

3.1.4 相位控制器144

3.2 三相交流调压146

3.2.1 星形连接带中性线的三相交流调压电路146

3.2.2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路147

3.2.3 用三对反并联晶闸管连接成三相三线交流调压电路147

3.2.4 三个晶闸管连接与星形负载中性点的三相交流调压电路148

3.3 三相交流调压应用实例150

3.3.1 全隔离三相交流调压模块150

3.3.2 交流电动机软启动152

3.3.3 晶闸管电解、电镀电源154

3.3.4 小功率白炽灯调光电路155

3.3.5 三相自动控温电热炉155

3.3.6 由过零触发开关电路组成的单相交流调功器156

3.3.7 固态开关158

小结159

思考题与习题160

实训3.1 采用两个晶闸管反并联的单相交流调压电路161

实训3.2 采用双向晶闸管的单相交流调压电路163

项目4 逆变电路165

4.1 有源逆变的工作原理165

4.1.1 功率的传递165

4.1.2 有源逆变的工作原理166

4.1.3 逆变失败与逆变角限制167

4.2 有源逆变应用电路168

4.2.1 三相半波有源逆变电路169

4.2.2 三相全控桥式有源逆变电路170

4.2.3 绕线转子感应电动机的串级调速174

4.3 无源逆变基本电路175

4.3.1 逆变器的工作原理175

4.3.2 基本逆变器电路176

4.4 电压型和电流型逆变器178

4.4.1 电压型逆变器178

4.4.2 电流型逆变器179

4.5 负载换流式逆变电路180

4.5.1 并联谐振式逆变电路181

4.5.2 串联谐振式逆变电路182

4.6 脉宽调制（PWM）型逆变电路183

4.6.1 PWM控制的基本原理184

4.6.2 PWM逆变电路的控制方式185

4.6.3 三相桥式PWM逆变电器186

4.7 逆变电路应用实例分析187

4.7.1 变频器结构原理187

4.7.2 高压直流输电189

小结190

思考题与习题190

实训4.1 单相桥式全控整流及有源逆变电路191

实训4.2 三相桥式有源逆变电路193

实训4.3 三相SPWM变频电路196

项目5 直流斩波电路197

5.1 降压式斩波电路197

5.1.1 基本斩波器的工作原理197

5.1.2 电流连续的导通工作模式199

5.1.3 电流不连续的导通工作模式200

5.1.4 输出电压纹波201

5.2 升压式斩波电路203

5.2.1 电流连续导通的工作模式203

5.2.2 电流不连续导通的工作模式204

5.2.3 输出电压纹波205

5.3 升降压式斩波电路206

5.3.1 电流连续导通的工作模式206

5.3.2 电流不连续导通工作模式208

5.3.3 输出电压的纹波208

5.3.4 库克直流斩波电路209

5.4 直流斩波电路应用实例分析210

5.4.1 TGC-Ⅰ型无轨电车晶闸管斩波调速装置210

5.4.2 全控型器件组成的斩波电路应用实例212

5.4.3 感应加热电源213

5.4.4 开关稳压电源213

5.4.5 IGBT斩波器控制板218

5.4.6 有刷电机控制器219

小结220

思考题与习题221

实训 直流斩波电路原理222

参考文献224