电力电子技术

目录

序

前言

第1章绪论

1.1电力电子技术的定义

1.2电力电子技术的发展历史

1.3电力电子技术的应用

习题

第2章相控整流电路

2.1晶闸管

2.1.1基本结构与工作原理

2.1.2晶闸管的稳态特性

2.1.3晶闸管的动态特性

2.1.4晶闸管的主要参数

2.2单相桥式相控整流电路

2.2.1单相桥式全控整流电路

2.2.2单相桥式半控整流电路

2.3三相半波相控整流电路

2.3.1电阻性负载

2.3.2阻感性负载

2.3.3整流变压器容量与整流功率的关系

2.3.4三相半波共阳极相控整流电路

2.4三相桥式相控整流电路

2.4.1电路构成

2.4.2基本工作原理

2.4.3电阻性负载时工作原理

2.4.4阻感性负载时工作原理

2.5带平衡电抗器的双反星形相控整流电路

2.5.1无平衡电抗器的双反星形相控整流电路（六相半波相控整流电路）

2.5.2带平衡电抗器的双反星形相控整流电路

2.5.3参数设计

2.6变压器漏抗对相控整流电路的影响

2.6.1换相的物理过程和整流电压波形

2.6.2换相压降和输出整流电压平均值

2.6.3换相重叠角γ的计算

2.7整流电路的有源逆变工作状态

2.7.1逆变的概念

2.7.2电能的流转

2.7.3三相半波有源逆变电路

2.7.4逆变颠覆与控制角限制

习题

第3章高频功率半导体器件

3.1功率半导体器件分类

3.2功率二极管

3.2.1基本结构与工作原理

3.2.2二极管的稳态特性

3.2.3二极管的动态特性

3.2.4二极管类型

3.2.5二极管的主要参数

3.3双极型功率晶体管

3.3.1基本结构与工作原理

3.3.2BJT的稳态特性

3.3.3BJT的动态特性

3.3.4BJT的主要参数

3.4功率场效应晶体管

3.4.1基本结构与工作原理

3.4.2MOSFET的稳态特性

3.4.3MOSFET的动态特性

3.4.4MOSFET的主要参数

3.4.5宽禁带半导体场效应晶体管

3.5绝缘栅双极型晶体管

3.5.1基本结构与工作原理

3.5.2IGBT的基本特性

3.5.3IGBT的主要参数

习题

第4章非隔离型直流变换器

4.1Buck变换器

4.1.1Buck变换器电路拓扑的推演

4.1.2电流连续时Buck变换器的工作原理和基本关系

4.1.3电流断续时Buck变换器的工作原理与基本关系

4.1.4Buck变换器的外特性和调节特性

4.1.5Buck变换器的参数设计

4.2Boost变换器

4.2.1Boost变换器电路拓扑的推演

4.2.2电流连续时Boost变换器的工作原理和基本关系

4.2.3电流断续时Boost变换器的工作原理和基本关系

4.2.4Boost变换器的外特性和调节特性

4.2.5Boost变换器的参数设计

4.3Buck-Boost变换器

4.3.1Buck-Boost变换器电路拓扑的推演

4.3.2电流连续时Buck-Boost变换器的工作原理和基本关系

4.3.3电流断续时Buck-Boost变换器的工作原理和基本关系

4.3.4Buck-Boost变换器的外特性和调节特性

4.3.5Buck-Boost变换器的参数设计

4.4Cuk变换器

4.4.1Cuk变换器电路拓扑的推演

4.4.2电流连续时Cuk变换器的工作原理和基本关系

4.4.3电流断续时Cuk变换器的工作原理和基本关系

4.4.4Cuk变换器的参数设计

4.4.5两电感有耦合的Cuk变换器

4.5Zeta变换器

4.5.1Zeta变换器电路拓扑的推演

4.5.2电流连续时Zeta变换器的工作原理和基本关系

4.5.3电流断续时Zeta变换器的工作原理和基本关系

4.5.4Zeta变换器的参数设计

4.6SEPIC变换器

4.6.1SEPIC变换器电路拓扑的推演

4.6.2电流连续时SEPIC变换器的工作原理和基本关系

4.6.3电流断续时SEPIC变换器的工作原理和基本关系

4.6.4SEPIC变换器的参数设计

4.7六种非隔离型直流变换器的比较

习题

第5章隔离型直流变换器

5.1正激变换器

5.1.1正激变换器电路拓扑的推演

5.1.2正激变换器的工作原理

5.1.3正激变换器的基本关系

5.1.4双管正激变换器

5.2反激变换器

5.2.1反激变换器电路拓扑的推演

5.2.2反激变换器的工作模式和开关模态

5.2.3电流连续时反激变换器的工作原理与基本关系

5.2.4电流断续时反激变换器的工作原理和基本关系

5.2.5反激变换器的外特性和调节特性

5.2.6反激变换器的参数设计

5.3推挽变换器

5.3.1推挽变换器电路拓扑的推演

5.3.2推挽变换器的工作原理

5.3.3推挽变换器的基本关系

5.4半桥变换器

5.4.1半桥变换器电路拓扑的推演

5.4.2半桥变换器的工作原理

5.4.3半桥变换器的基本关系

5.5全桥变换器

5.5.1全桥变换器电路拓扑的推演

5.5.2全桥变换器的工作原理

5.5.3全桥变换器的基本关系

5.6Buck类变换器的输出整流电路

5.7隔离型Buck类变换器的比较

习题

第6章DC-AC逆变器

6.1电压型逆变器工作原理

6.1.1电压型单相逆变器

6.1.2电压型三相桥式逆变器

6.2电压型逆变器的脉宽调制技术

6.2.1单脉宽调制

6.2.2正弦脉宽调制

6.3电流型逆变器

6.3.1电流型单相逆变器

6.3.2电流型三相逆变器

习题

第7章缓冲电路

7.1开关管的开通和关断特性

7.2基本缓冲电路

7.2.1RCD缓冲电路

7.2.2RLD缓冲电路

7.3无损缓冲电路

7.3.1无损关断缓冲电路

7.3.2无损开通缓冲电路

习题

第8章软开关直流变换器

8.1软开关变换器的分类

8.1.1硬开关的概念

8.1.2软开关的概念

8.1.3软开关直流变换器的分类

8.2准谐振变换器

8.2.1谐振开关

8.2.2零电流开关准谐振变换器

8.2.3零电压开关准谐振变换器

8.3零电压转换PWM变换器

8.3.1零电压转换PWM变换器的电路拓扑

8.3.2Boost ZVT PWM变换器的工作原理

8.3.3辅助电路的参数设计

8.3.4Boost ZVT PWM变换器的特点

8.4全桥LLC谐振变换器

8.4.1电路拓扑和工作模式

8.4.2工作原理

8.4.3基于基波分量近似法的简化电路

8.4.4输入输出电压传输比

8.5移相控制零电压开关全桥变换器

8.5.1工作原理

8.5.2两个桥臂实现ZVS的差异

8.5.3副边占空比的丢失

习题

第9章控制电路

9.1电力电子变换器系统构成

9.2集成PWM控制器基本组成与工作原理

9.2.1PWM控制器的基本组成与功能

9.2.2SG1525/2525/3525系列集成PWM控制器

9.3电力电子变换器的控制方法

9.3.1电压型闭环控制

9.3.2电流型闭环控制

习题

第10章驱动电路

10.1MOSFET驱动电路的要求

10.2共地驱动电路

10.2.1基本的共地驱动电路

10.2.2加速关断电路

10.2.3其他共地驱动电路

10.3浮地驱动电路

10.3.1单管浮地驱动电路

10.3.2桥臂浮地驱动电路

10.4隔离型驱动电路

10.4.1适用于单管的隔离型驱动电路

10.4.2适用于桥臂的隔离型驱动电路

10.5IGBT驱动电路

习题

第11章电力电子变换器中的磁性元件

11.1磁芯的磁特性和基本的磁物理量

11.1.1磁滞回线

11.1.2磁导率

11.1.3加气隙后磁化曲线的变化

11.1.4损耗

11.2常用磁性元件

11.2.1自感

11.2.2互感

11.2.3变压器

11.3磁芯的工作状态

11.3.1第Ⅰ类工作状态（双向磁化）

11.3.2第Ⅱ类工作状态（正激变换器）

11.3.3第Ⅲ类工作状态（直流滤波电感）

11.4常用磁性材料的性能及选用

11.4.1铁氧体

11.4.2磁粉芯

11.4.3宽恒导磁合金

11.4.4非晶合金

11.4.5硅钢片

11.4.6软磁材料的选用原则

11.5高频变压器与电感的设计

11.5.1高频变压器

11.5.2电感

习题

第12章电力电子技术的应用

12.1电力电子技术在一般工业生产中的应用

12.1.1交流变频调速系统

12.1.2感应加热电源

12.2电力电子技术在电力系统中的应用

12.2.1高压直流输电

12.2.2静止无功补偿

12.3电力电子技术在交通运输中的应用

12.3.1电动汽车驱动与充电

12.3.2飞机电源系统

12.4电力电子技术在新能源发电中的应用

12.4.1光伏发电

12.4.2风力发电

12.5电力电子技术在信息技术领域的应用

12.5.1数据中心供电系统

12.5.2不间断供电电源

12.6电力电子技术在电子电器产品中的应用

12.6.1LED照明

12.6.2电子电器电源适配器

习题

参考文献