电力电子技术与器件应用
作者：王丁 编著
出版时间：2015年版
内容简介
对电力电子器件从应用角度进行讲解；专门讲解其驱动技术，以促进应用；通过简单的各种电能变换电路讲解说明电力电子技术的基本技术和基本方法，对于典型的四开关桥式电路或六开关桥式电路，则分别对其各方面的应用加以讲解以明确其异同；*后详细讲解在开关电源和变频器中的应用；每一章都有课外实验指导，便于学习者课外研修和深造。
目 录
前言
第1章绪论 1
1.1电力电子系统的构成 l
1.1.1电能变换需求 1
1.1.2应用实例——降压斩波电路 2
1.1.3 PWM波形的产生原理 4
1.1.4电力电子系统的构成与
主要指标 6
1.2现代电力电子技术的特点 lO
1.2.1 电力电子集成电路的形态 10
1.2.2广泛使用自动控制技术进行电量
稳定控制 l2
1.2.3在开关控制信号产生和电量自动
控制中采用微处理器技术 23
1.3主要分析方法 23
1.3.1波形分析法 23
1.3.2物理实验法 24
1.3.3数学模型分析法 24
1.3.4 MATLAB数字仿真方法 25
本章小结 26
习题与思考题 27
动手操作问题 27
第2章电力电子开关原理与使用 29
2.1 独立电力电子器件开关过程分析与
各种开关形态 29
2. 1.1理想开关与开关损耗 29
2.1.2电力电子开关的实际开关特性 31
2.1.3具体开关类型分类 33
2.2实际电力电子器件 35
2.2.1电力晶体管 35
2.2.2电力场效应晶体管 37
2.2.3绝缘栅双极型晶体管 40
2.3电力电子器件的驱动 42
2.3.1 电力电子器件驱动电路概述 42
2.3.2 CTR的驱动电路 42
2.3.3 MOSFET和IGBT的驱动电路 43
2.4电力电子器件的保护 49
2.4.1故障的种类 49
2.4.2器件的保护 51
本章小结 55
习题与思考题 56
动手操作问题 57
第3章基于斩波原理的可控直流电路、
集成模块与装置 58
3.1直流斩波电路与应用模块 58
3. 1.1升压斩波电路 58
3.1.2升降压斩波电路 65
3.1.3半桥式可逆斩波电路 65
3.1.4桥式斩波电路 66
3.2 DC- DC变换模块 72
3.2.1技术情况 72
3.2.2模块电源的选择与应用 73
3.2.3模块电源应用注意事项 74
3.3开关电源 75
3.3.1开关电源的基本工作原理 75
3.3.2隔离式高频变换电路 78
3.4有源功率因数校正器 86
3.4.1 有源电力滤波器和有源功率因数
校正器 86
3.4.2有源功率因数校正技术的应用 89
3.5 DC- DC变换器反馈控制器设计 91
3.5.1 DC- DC变换器的建模 92
3.5.2控制器设计 93
本章小结 97
习题与思考题 98
动手操作问题 98
第4章直流-32流变换器——
逆变技术 100
4.1 逆变类型与方波脉冲宽度调制
（PWM） -：100
4.1.1 电压源型和电流源型逆变电路 100
4.1.2电压源型单相全桥式方波逆
变器 100
4.1.3三相桥式方波逆变电路 105
?4.2单相电压型全桥式逆变器的正弦脉冲
宽度调制（SPWM）控制 108
4.2.1 SPWM原理 108
4.2.2 SPWM的单极性控制与双极性
控制 110
4.3三相电压型PWM逆变器 ll3
4.3.1三相电压型SPWM逆变器 114
4.3.2其他三相电压型逆变器的PWM
控制方式 118
4.4电流型逆变器 120
4.4.1单相电流型PWM逆变器电路 120
4.4.2三相电流型PWM逆变器电路 121
4.4.3电流型PWM逆变器的控制
策略 121
4.5空间矢量PWM 122
4.5.1 空间矢量脉冲宽度调制
( SVPWM)的工作原理 122
4.5.2 SVPWM算法的实现 125
4.6用于变频器的逆变器制动与制动
电阻 131
4.6.1用于变频器的逆变器制动 13l
4.6.2逆变器制动电阻选择方法 l32
4.7基于智能功率模块(IPM)的桥式
电路技术 135
4.7.1 IPM模块 -135
4.7.2与光耦合器的连接 138
本章小结 一l44
习题与思考题 145
动手操作问题 145
第5章基于PWM方法的可控
整流技术 147
5.1同步整流 一147
5.1.1应用同步整流技术的原因 l47
5.1.2同步整流的基本原理 1钾
5.2同步整流电路的分类 148
5.2.1 自驱动同步整流电路 l48
5.2.2控制驱动同步整流电路 149
5.3电压型PWM整流电路 155
5.3.1单相电压型PWM整流电路拓扑
结构和工作原理 156
5.3.2单相电压型PWM整流电路的运行
方式 ”l59
5.3.3三相电压型PWM整流电路 160
5.4电流型PWM整流电路 l61
5.4.1单相电流型PWM整流器拓扑
结构 162
5.4.2三相电流型PWM整流器拓扑
结构 162
5.5PWM整流电路的控制 162
5.5.1直流电压控制 一163
5.5.2交流电流控制 一l63
5.6带有源前端的能量回馈变频器 168
5.6.1工作原理 168
5.6.2 PWM整流电路的更多控制策略 170
5.6.3双PWM变流电路的整体控制
策略 ”l70
本章小结 一173
习题与思考题 174
动手操作问题 一175
第6章交流.交流电能变换的主要
技术 l76
6.1双向开关构成 一176
6. 2斩控式交流调压电路 l79
6. 2.1单相斩控式交流调压电路 179
6.2.2三相斩控式交流调压电路 180
6.3交一交矩阵变换器 182
6.3.1矩阵变换器的拓扑结构 182
6.3.2矩阵变换器的开关传递函数 l84
6.4矩阵变换器的控制策略 185
6.4.1直接函数法 l86
6.4.2空间矢量调制法 186
6.4.3双电压控制法 187
6.4.4电流滞环跟踪控制法 187
6.5矩阵变换器的换流方法 188
6.5.1四步换流策略 l89
6.5.2两步换流策略 190
6.5.3智能换流策略 193
本章小结 193
习题与思考题 l94
动手操作问题 194
附录 ”195
附录A部分大学生电子设计竞赛题 195
附录B部分电力电子元器件参数 205
参考文献 217
