第1章 绪论

1.1电力电子技术的概念

1.2变流原理——开关变流

1.2.1最简单的变流电路

1.2.2单相桥式变流电路

1.2.3三相桥式变流电路

1.3电力电子技术的主要应用领域

1.3.1电气传动和电力牵引

1.3.2电力系统及可再生能源

1.3.3各种电源装置

1.4本教材的主要内容及学习方法

习题和思考题

第2章 电力电子器件

2.1电力电子器件概述

2.2不可控器件

2.2.1电力二极管的基本结构

2.2.2电力二极管的基本特性

2.2.3电力二极管的主要参数

2.3半控型器件

2.3.1晶闸管的基本结构

2.3.2晶闸管的基本特性

2.3.3晶闸管的主要参数

2.3.4晶闸管的派生器件

2.4典型全控型器件

2.4.1门极可关断晶闸管

2.4.2电力晶体管（GTR）

2.4.3电力场效应晶体管

2.4.4绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

2.4.5功率集成模块（PIM）和智能功率模块（IPM）

2.5其他全控型电力电子器件

2.5.1静电感应晶体管

2.5.2静电感应晶闸管

2.5.3集成门极换流晶闸管

2.5.4电子注入增强栅晶体管

2.6宽禁带电力电子器件

2.6.1碳化硅器件

2.6.2氮化镓（GaN）器件

2.6.3金刚石器件

本章小结

习题和思考题

第3章 AC/DC变换电路

3.1单相可控整流电路

3.1.1单相半波可控整流电路

3.1.2单相桥式可控整流电路

3.1.3单相桥式半控整流电路

3.1.4单相全波可控整流电路

3.2三相可控整流电路

3.2.1共阴极三相半波可控整流电路

3.2.2共阳极三相半波可控整流电路

3.2.3三相桥式全控整流电路

3.3变压器漏抗对整流电路的影响

3.3.1重叠导电期间电压、电流波形及换相压降

3.3.2换相重叠角γ的大小

3.4具有电容性负载的不可控整流电路

3.4.1电容滤波的单相桥式不可控整流电路

3.4.2电容滤波的三相桥式不可控整流电路

3.5晶闸管的驱动控制

3.5.1同步信号为锯齿波的触发电路

3.5.2集成触发器

3.5.3数字触发器

3.6全控整流电路的有源逆变

3.6.1有源逆变的工作原理

3.6.2三相整流电路的有源逆变状态

3.6.3逆变失败及防止方法

3.7整流电路的谐波及功率因数

3.7.1谐波及功率因数

3.7.2相控整流电路交流侧谐波和功率因数分析

3.7.3整流输出电压和电流的谐波

3.7.4抑制谐波及提高功率因数的措施

3.8三相半波可控整流电路的并联连接电路

3.8.1直接并联的六相半波可控整流电路

3.8.2带平衡电抗器的双反星形可控整流电路

3.9多重化整流电路

3.9.1三相桥式可控整流电路的并联连接

3.9.2三相桥式可控整流电路的串联连接

3.9.3串联多重连接整流电路的顺序控制

3.10整流电路在电气传动中的应用案例——晶闸管直流电动机系统

3.10.1晶闸管不可逆直流调速系统

3.10.2晶闸管可逆直流调速系统

3.11整流电路在电力系统中的应用案例——高压直流输电技术

3.12整流电路在电源技术中的应用案例——电解电源和电弧炉直流电源

3.12.1电解电源

3.12.2电弧炉直流电源

本章小结

习题和思考题

第4章AC/AC变换电路

4.1交流无触点开关

4.1.1晶闸管交流无触点开关

4.1.2全控型器件交流无触点开关

4.2恒频变压交流变换电路

4.2.1单相相控式交流调压电路

4.2.2单相斩控式交流调压电路

4.2.3三相交流调压电路

4.3相控式交交变频电路——周波变流器

4.3.1单相交交变频电路

4.3.2三相交交变频电路

4.4交流调功电路

4.5 AC/AC变换电路在电气传动方面应用举例——异步电动机软起动器

4.6 AC/AC变换电路在电力系统中的应用

4.6.1无功功率补偿

4.6.2可控串联补偿

4.7 AC/AC变换电路在电源技术中的应用

4.7.1调整变压器抽头型交流稳压电源

4.7.2变压器绕组组合型交流稳压电源

本章小结

习题和思考题

第5章 DC/DC变换电路

5.1直流降压斩波电路（Buck电路）

5.1.1负载电流连续时的工作原理

5.1.2负载电流断续时的工作原理

5.2直流升压斩波电路（Boost电路）

5.3直流升降压斩波电路

5.3.1升降压斩波电路

5.3.2 Cuk斩波电路

5.3.3 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路

5.4可逆斩波电路

5.4.1电流可逆斩波电路

5.4.2桥式可逆斩波电路

5.5带隔离变压器的DC/DC变换电路

5.5.1单端正激变换器

5.5.2双管正激变换器

5.5.3单端反激变换器

5.5.4半桥变换器

5.5.5全桥变换器

5.6同步整流电路

5.6.1同步整流技术概述

5.6.2同步整流电路的基本原理

5.7分布式电源

5.7.1分布式电源概述

5.7.2分布式电源的结构

5.7.3分布式电源的应用

5.8 DC/DC变换在电力系统和电源技术中的应用

5.8.1太阳能光伏发电

5.8.2开关电源

5.8.3蓄电池充电电源

5.8.4焊机电源

本章小结

习题和思考题

第6章DC/AC变换电路

6.1逆变电路的分类和控制方式

6.1.1逆变电路的分类

6.1.2逆变电路的控制方式

6.2电压型逆变电路

6.2.1单相电压型逆变电路

6.2.2三相电压型逆变电路

6.2.3方波逆变器输出电压波形分析

6.3电流型逆变电路

6.3.1单相电流型逆变电路

6.3.2三相电流型逆变电路

6.4逆变电路在中高压电气传动方面的应用案例——多电平逆变电路

6.4.1中压电压等级问题

6.4.2二极管钳位型三电平逆变电路

6.4.3电容钳位型多电平逆变电路

6.4.4具有独立直流电源的级联型多电平逆变电路

6.5逆变电路在电力系统中的应用案例——静止同步补偿器

6.6逆变电路在电源技术中的应用案例

6.6.1感应加热电源

6.6.2交流方波电源

6.6.3 IGBT逆变式电阻焊机电源

本章小结

习题和思考题

第7章PWM原理与控制技术

7.1 PWM控制的基本原理

7.2 SPWM波形的生成方法

7.2.1等面积法（计算法）

7.2.2调制法

7.2.3低次谐波消去法

7.3 PWM控制技术中的基本概念

7.3.1载波比和调制深度

7.3.2同步调制、异步调制和分段同步调制

7.3.3单极性调制和双极性调制

7.4 PWM逆变电路

7.4.1单相桥式PWM逆变电路

7.4.2三相桥式PWM逆变电路

7.5 PWM逆变电路的其他控制方法

7.5.1电流跟踪型PWM控制技术

7.5.2电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术

7.6 PWM整流电路

7.6.1 PWM整流电路的结构和工作原理

7.6.2 PWM整流电路的控制

7.7矩阵式变频电路

7.8 PWM变流电路在电气传动方面的应用案例——交直交变频器

7.9 PWM变流电路在电源技术方面的应用案例——不间断电源和应急电源

7.9.1 UPS电源

7.9.2 EPS电源

7.9.3 UPS、EPS的选择和使用时应注意的问题

7.10 PWM变流电路在电力系统中的应用案例

7.10.1PWM变流电路在交流输电系统中的应用案例

7.10.2 PWM变流电路在交流配电系统中的应用案例

7.10.3 PWM变流电路在风力发电系统中的应用案例

本章小结

习题和思考题

第8章 电力电子器件应用基础

8.1电力电子器件驱动技术

8.1.1电力电子器件驱动电路概述

8.1.2晶闸管的门极驱动要求

8.1.3 GTO门极驱动

8.1.4 GTR基极驱动

8.1.5电力MOSFET栅极驱动

8.1.6 IGBT栅极驱动

8.2电力电子器件的保护

8.2.1过电压保护

8.2.2过电流保护

8.2.3过热保护

8.3缓冲与吸收电路

8.4电力电子器件的串联和并联

8.4.1电力电子器件的串联

8.4.2电力电子器件的并联

本章小结

习题和思考题

第9章 软开关变换技术

9.1开关损耗和软开关的基本概念及类型

9.1.1开关损耗和硬开关

9.1.2软开关的概念

9.1.3软开关电路的类型

9.2无源软开关技术

9.2.1吸收电路

9.2.2无源软开关技术

9.3有源软开关技术

9.4谐振型软开关技术

9.4.1 DC/DC变换中的软开关技术

9.4.2 DC/AC变换中的软开关技术

本章小结

习题和思考题

第10章 电磁兼容性和抗干扰

10.1电磁兼容基本概念

10.2电力电子电路的电磁干扰源

10.2.1自然干扰源

10.2.2人为干扰源

10.3电磁干扰耦合途径

10.3.1传导耦合

10.3.2辐射耦合

10.3.3电磁干扰耦合模式

10.4电磁干扰抑制技术

10.4.1抑制干扰的基本原则

10.4.2电力电子系统的接地技术

10.4.3电力电子系统的电磁屏蔽

10.4.4电力电子系统中的滤波

本章小结

习题和思考题

附录 电力电子电路的仿真

附录1电力电子器件仿真模型

附录1.1二极管的仿真模型

附录1.2晶闸管的仿真模型

附录1.3门极可关断晶闸管（GTO）的仿真模型

附录1.4金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的仿真模型

附录1.5绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真模型

附录2整流电路的仿真

附录2.1单相半波可控整流电路的仿真

附录2.2单相桥式全控整流电路的仿真

附录2.3单相桥式半控整流电路的仿真

附录2.4单相全波可控整流电路的仿真

附录2.5三相半波可控整流电路的仿真

附录2.6三相桥式全控整流电路的仿真

附录2.7交流侧电抗影响整流电路的仿真

附录2.8带电容滤波的单相不可控整流电路仿真

附录2.9全控整流电路的有源逆变仿真

附录2.10三相半波可控整流电路有源逆变的仿真模型

附录3交流调压电路的仿真

附录3.1单相交流调压电路的仿真

附录3.2单相斩控式交流调压电路

附录3.3三相交流调压电路的仿真

附录4 DC/DC变换电路的仿真

附录4.1降压斩波电路的仿真

附录4.2升压斩波电路的仿真

附录4.3升降压斩波电路的仿真

附录4.4电流可逆斩波电路的仿真

附录5逆变电路的仿真

附录5.1电压型逆变电路的仿真

附录5.2电流型逆变电路的仿真

附录6 PWM变流电路的仿真

附录6.1单相桥式PWM逆变电路的仿真

附录6.2三相桥式PWM逆变电路的仿真

附录6.3 PWM整流电路的仿真

附录7软开关电路的仿真

附录7.1无源软开关的仿真

附录7.2有源软开关电路仿真

附录7.3零电压开关准谐振电路的仿真

附录7.4谐振直流环电路的仿真

术语索引

参考文献