本書(shū)是針對(duì)“自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”設(shè)計(jì)，面向電氣工程及自動(dòng)化、自動(dòng)化等電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”“電力電子系統(tǒng)與設(shè)計(jì)”等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)而撰寫(xiě)的。主要內(nèi)容包括：電力二極管和晶閘管、晶閘管可控整流電路、晶閘管有源逆變電路、電力晶體管、直流-直流變換器、電力電子變換器輔助電路及元件、直流變換器建模及控制、逆變器及其控制、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)與諧振變換器、電力半導(dǎo)體器件的熱設(shè)計(jì)概念等。
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目錄
序
前言
第0章緒論1
0.1電力電子學(xué)的形成與發(fā)展1
0.2電力電子技術(shù)的基本特點(diǎn)及應(yīng)用2
0.2.1傳統(tǒng)家電和消費(fèi)電子2
0.2.2信息產(chǎn)業(yè)3
0.2.3工業(yè)自動(dòng)化3
0.2.4電氣化交通4
0.2.5電力系統(tǒng)及新能源4
0.3本教材內(nèi)容簡(jiǎn)介和使用說(shuō)明4
第1章電力二極管和晶閘管5
1.1電力二極管5
1.1.1PN結(jié)與二極管的伏安特性5
1.1.2二極管的開(kāi)關(guān)特性6
1.1.3二極管的類(lèi)型7
1.1.4二極管的性能參數(shù)8
1.2晶閘管9
1.2.1晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理9
1.2.2晶閘管的特性和主要參數(shù)11
習(xí)題17
第2章晶閘管可控整流電路19
2.1單相橋式可控整流電路19
2.1.1單相橋式全控整流電路19
2.1.2單相橋式半控整流電路27
2.2三相可控整流電路29
2.2.1三相半波可控整流電路29
2.2.2三相橋式全控整流電路35
2.2.3帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路39
*2.3整流電壓的諧波分析和脈動(dòng)系數(shù)44
2.3.1α=0°時(shí)45
2.3.2α＞0°時(shí)46
*2.4整流電路的多重化48
2.5電源變壓器漏抗對(duì)可控整流電路的影響49
2.5.1換相的物理過(guò)程和整流電壓波形49
2.5.2換相壓降與整流平均電壓50
2.5.3換相重疊角的計(jì)算50
習(xí)題52
第3章晶閘管有源逆變電路54
3.1電能的流轉(zhuǎn)54
3.2三相半波可逆整流電路55
3.2.1整流工作狀態(tài)（0＜α＜π/2）55
3.2.2中間狀態(tài)（α=π/2）55
3.2.3逆變工作狀態(tài)（π/2＜α＜π）55
3.2.4晶閘管的電壓波形57
3.2.5逆變角β57
3.2.6對(duì)觸發(fā)電路的要求57
3.3三相橋式可逆整流電路58
3.3.1三相橋式可逆整流電路工作原理59
3.3.2電參數(shù)計(jì)算59
3.4逆變失敗與控制角的限制60
3.4.1逆變失敗60
3.4.2最小逆變角βmin61
習(xí)題62
第4章電力晶體管63
4.1電力雙極晶體管63
4.1.1電力BJT的穩(wěn)態(tài)特性64
4.1.2電力BJT的開(kāi)關(guān)特性65
4.1.3電力BJT的參數(shù)66
4.1.4達(dá)林頓連接68
4.1.5電力BJT對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求69
4.2電力MOS場(chǎng)效晶體管70
4.2.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的分類(lèi)70
4.2.2MOSFET的導(dǎo)電機(jī)理70
4.2.3電力MOSFET的特性和參數(shù)74
4.2.4電力MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求78
4.3絕緣柵雙極晶體管IGBT78
4.3.1IGBT結(jié)構(gòu)和原理78
4.3.2IGBT基本特點(diǎn)79
4.3.3IGBT的特性79
4.4寬禁帶半導(dǎo)體器件82
習(xí)題83
第5章直流-直流變換器84
5.1基本直流-直流變換器85
5.1.1降壓變換器85
5.1.2升壓變換器91
5.1.3升降壓變換器95
*5.1.4丘克變換器95
5.2單端直流-直流變換器97
5.2.1單端正激變換器97
5.2.2單端反激變換器99
5.3雙端直流-直流變換器105
5.3.1推挽直流-直流變換器106
5.3.2半橋直流-直流變換器109
5.3.3全橋直流-直流變換器112
習(xí)題114
第6章電力電子變換器輔助電路及元件116
6.1電力電子變換器閉環(huán)控制電路116
6.1.1電力電子變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)組成116
6.1.2脈寬調(diào)制基本原理117
6.1.3集成脈寬調(diào)制芯片（控制器）117
6.2開(kāi)關(guān)晶體管的緩沖電路121
6.2.1開(kāi)關(guān)過(guò)程及負(fù)載線(xiàn)121
6.2.2基本緩沖電路122
*6.2.3無(wú)損緩沖電路126
6.3開(kāi)關(guān)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路128
6.3.1驅(qū)動(dòng)電路的隔離技術(shù)128
6.3.2典型驅(qū)動(dòng)電路130
6.4電力電子變換器中的磁性元件132
6.4.1磁芯的磁特性及基本的磁物理量132
6.4.2磁芯的工作狀態(tài)136
6.4.3常用磁性材料的性能及選用140
*6.4.4脈沖功率變壓器及電感設(shè)計(jì)142
習(xí)題148
第7章直流變換器建模及控制150
7.1建立直流變換器小信號(hào)模型的基本方法150
7.1.1思路及步驟150
7.1.2降壓變換器工作在CCM時(shí)的模型155
7.2控制性能指標(biāo)及降壓變換器的閉環(huán)設(shè)計(jì)159
7.2.1控制系統(tǒng)特性及性能指標(biāo)159
7.2.2降壓變換器工作在CCM時(shí)的閉環(huán)設(shè)計(jì)161
7.3開(kāi)關(guān)元件平均法及Boost變換器的閉環(huán)設(shè)計(jì)174
7.3.1開(kāi)關(guān)元件平均法174
7.3.2Boost變換器工作在CCM時(shí)的閉環(huán)設(shè)計(jì)179
7.4狀態(tài)空間平均法和變換器工作在DCM時(shí)的閉環(huán)設(shè)計(jì)189
*7.4.1CCM時(shí)狀態(tài)空間平均模型法189
*7.4.2DCM時(shí)狀態(tài)空間平均建模方法193
7.4.3變換器工作在DCM時(shí)的閉環(huán)設(shè)計(jì)207
習(xí)題214
第8章逆變器及其控制216
8.1逆變器工作原理216
8.1.1電壓型逆變器216
8.1.2電流型逆變器227
8.2逆變器調(diào)制方式228
8.2.1單脈寬調(diào)制228
8.2.2多脈寬調(diào)制229
8.3逆變器數(shù)學(xué)模型與閉環(huán)控制分析238
8.3.1傳遞函數(shù)238
8.3.2濾波器及其數(shù)學(xué)模型240
8.3.3電壓雙環(huán)控制242
8.3.4電壓電流雙環(huán)控制251
8.3.5逆變器控制設(shè)計(jì)問(wèn)題的思考和探討255
習(xí)題256
第9章軟開(kāi)關(guān)技術(shù)與諧振變換器258
9.1軟開(kāi)關(guān)技術(shù)258
9.2諧振變換器259
9.2.1串聯(lián)諧振變換器260
9.2.2LLC諧振變換器267
9.2.3并聯(lián)諧振變換器、LCC諧振變換器273
9.3準(zhǔn)諧振變換器274
9.3.1零電流準(zhǔn)諧振274
9.3.2零電壓準(zhǔn)諧振277
9.4準(zhǔn)諧振開(kāi)關(guān)PWM變換器279
9.4.1零電壓和零電流開(kāi)關(guān)PWM變換器279
9.4.2零轉(zhuǎn)換PWM變換器281
9.4.3移相全橋軟開(kāi)關(guān)PWM變換器283
習(xí)題286
*第10章電力半導(dǎo)體器件的熱設(shè)計(jì)概念287
10.1電力半導(dǎo)體器件最高允許結(jié)溫與結(jié)溫減額287
10.2熱路與溫度計(jì)算287
10.3熱阻確定方法和散熱器設(shè)計(jì)289
10.4瞬態(tài)熱路291
習(xí)題292
參考文獻(xiàn)293
附錄基本環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性294
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