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第1章 电力电子变换技术的概况1

1.1开关和功率变换电路1

1.2功率变换原理3

1.3电力电子与功率变换电路4

1.3.1电压源和电流源的定义5

1.3.2功率变换器的输入输出特性5

1.3.3对变换电路的等价电源电路表示6

1.3.4等价电源和等价负载的分类8

1.4功率变换的系统构成9

1.5在电力电子中的应用10

1.6 EMC问题11

综合问题12

第2章 半导体开关器件13

2.1硅半导体物理性质的基本内容13

2.2 pn结和二极管15

2.2.1 pn结二极管15

2.2.2 pin二极管18

2.2.3少数载流子累积效应和异常电压19

2.2.4缓冲电路20

2.2.5缓冲电路设计21

2.3电力晶体管22

2.4晶闸管24

2.4.1 4层结构pnpn器件的特征24

2.4.2唯一的他励关断器件25

2.4.3双向导通晶闸管——双向晶闸管27

2.5 GTO晶闸管及GCT晶闸管27

2.6 MOSFET30

2.6.1 DMOSFET31

2.6.2 TMOSFET32

2.7 IGBT33

2.7.1沟槽型IGBT34

2.7.2 PM和IPM35

2.8肖特基势垒二极管37

2.9开关器件的特性与分类37

2.9.1开关器件的基本特性37

2.9.2各种开关器件及其特征39

2.9.3二极管：状态控制器件40

2.10功率器件的使用方法40

2.10.1门极驱动40

2.10.2器件散热41

2.10.3异常电压保护42

2.10.4异常电流保护42

综合问题42

第3章 功率变换的内容分类及体系化44

3.1基本电路拓扑及SDA编号44

3.2功率变换方式分类46

3.2.1环路切换型功率变换46

3.2.2电源切换型功率变换47

3.2.3复合型功率变换49

3.2.4基本功率变换方式的比较49

3.3 SDA的等效电子开关表示50

3.4对本书采用的新概念和新术语的说明50

3.4.1持流电抗器和链接电容器的作用51

3.4.2持流电感的功能与作用52

综合问题52

第4章 直流-直流变换53

4.1降压斩波器53

4.2升压斩波器55

4.3升降压斩波器56

4.4斩波器的动作模式和动作分析方法58

4.4.1电流连续模式和状态平均法58

4.4.2电流不连续模式和能量平衡法60

4.4.3作为负载的斩波器的功能62

4.4.4电路动作的计算机仿真67

4.5两象限运行与四象限运行的斩波电路70

4.5.1两象限运行的斩波电路71

4.5.2四象限运行的斩波电路73

4.5.3四象限斩波电路的控制75

4.5.4环路切换型功率变换的要点77

4.5.5开关器件的死区时间80

4.6隔离型变换电路和DC-DC变换器80

4.6.1两绕组电抗器81

4.6.2两绕组电抗器和反激变换器82

4.6.3变压器和正激变换器84

4.6.4全桥DC-DC变换器86

4.7直流-直流变换电路的应用与特征89

4.7.1在光伏发电逆变单元中的应用90

4.7.2对直流-直流变换装置特点的讨论92

综合问题92

第5章 直流-交流变换94

5.1单相逆变器94

5.1.1基于PWM的交流变换基本概念95

5.1.2等价电源97

5.2三相逆变器100

5.2.1基于PWM的三相交流的产生101

5.2.2空间矢量法——统一处理三相数值的方法103

5.2.3三相交流电路的空间矢量表示105

5.2.4空间矢量的旋转坐标系表示108

5.2.5基于空间矢量的功率计算112

5.2.6三相逆变器中电压空间矢量的产生113

5.2.7采用空间矢量的逆变器驱动电路分析121

5.2.8同步PWM和异步PWM124

5.3形成电流源的三相逆变器125

5.3.1电流源型逆变器126

5.3.2具有电流控制环的电流型逆变器128

5.4高压逆变器和大功率逆变器133

5.4.1三电平逆变器（NPC逆变器）133

5.4.2三电平逆变器的控制135

5.4.3级联式逆变器137

综合问题141

第6章 交流-直流变换143

6.1电容输入型整流电路143

6.1.1单相半波整流电源与偏磁现象143

6.1.2单相全波电容输入型整流电路145

6.1.3电容输入型三相桥式整流电路148

6.1.4倍压整流电路和多倍压整流电路148

6.1.5各种电容器150

6.2扼流圈输入式全波整流电路151

6.2.1三相二极管桥式整流电路152

6.2.2六相半波和两相半波整流电路153

6.2.3三相桥式可控整流电路154

6.2.4三相整流电路换流重叠现象158

6.2.5可控整流电路的逆变过程159

6.2.6三相整流电路的一些概念定义162

6.2.7多重化整流电路——大功率用整流电路163

6.2.8直流电抗器和交流电抗器167

6.3其他整流电路168

6.3.1复合整流电路Ⅰ：功率因数校正变换器168

6.3.2复合整流电路Ⅱ：电压可调变换器170

6.3.3 PWM变换器171

综合问题174

第7章 交流-交流变换177

7.1间接构成交流-交流变换177

7.1.1电流型交流-交流变换电路177

7.1.2电压型交流-交流变换电路178

7.2直接构成交流-交流变换179

7.2.1周波变换器180

7.2.2循环电流型周波变换器182

7.2.3矩阵变换器183

7.3交流开关186

7.3.1小容量交流开关的电阻电路控制186

7.3.2大中容量交流开关的应用187

综合问题190

第8章 其他开关技术191

8.1基于MOSFET的同步控制装置191

8.1.1MOSFET端电压及电流特性191

8.1.2同步控制二极管在直流斩波电路中的应用191

8.1.3同步控制二极管在正激变换电路中的应用194

8.2高频逆变器195

8.3变换电路中的软开关技术197

8.3.1采用整个电路串联谐振的DC-DC变换电路197

8.3.2单个器件的软开关技术201

综合问题206

第9章 电力电子技术的系统应用207

9.1交流电动机的变频传动207

9.1.1感应电动机的电压源驱动：V/f控制207

9.1.2感应电动机的电流源驱动：转矩线性化控制210

9.1.3通用逆变器213

9.1.4空调等家用电器213

9.1.5抽水电机和风力发电机214

9.1.6有轨电力机车、动车的驱动215

9.1.7船舶推进216

9.2电力系统中的应用216

9.2.1直流输电和频率变换216

9.2.2有源滤波器217

9.2.3无功补偿装置：SVC装置219

9.2.4不间断电源装置219

9.3其他应用技术220

9.3.1高频加热和电磁灶220

9.3.2独立分布式电源221

9.3.3荧光灯用逆变器222

9.3.4 LED照明223

9.4一种快速充电器224

9.4.1AC-DC变换电路设计225

9.4.2直流链接电容器容量226

9.4.3全桥变换电路设计227

9.5未来的电力工程技术228

综合问题229

参考文献230

综合问题解答232