本書系統(tǒng)地、全面地介紹了各種常用的電力電子器件、直流-直流變換電路、交流-直流變換電路(含有源逆變電路)、直流-交流變換電路、交流-交流變換電路、電力電子技術(shù)應(yīng)用中的問題、電力電子電路的計算機(jī)Matlab仿真等。本書覆蓋了電力電子學(xué)的主要內(nèi)容,著重強(qiáng)調(diào)了電力電子學(xué)的基本理論和基本分析方法。本書力求概念清晰、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、深入淺出、內(nèi)容新穎、理論聯(lián)系實際、務(wù)求實用。本書可作為普通高等院校自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的本科教材,也可供具有一定理論基礎(chǔ)和實際經(jīng)驗的工程技術(shù)人員參考。
電力電子技術(shù)是以電力為對象的電子技術(shù),是利用電力電子器件進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的技術(shù),是一門新興的高新技術(shù)學(xué)科。該技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速,已成為信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間的重要橋梁,是當(dāng)代高新技術(shù)的重要內(nèi)容之一,也是支持多項高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。
電力電子技術(shù)是本專業(yè)的基礎(chǔ)平臺課程,是電力電子裝置、開關(guān)電源技術(shù)、自動控制系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、柔性輸電系統(tǒng)等課程的先行課程。同時,也是電氣信息類其他相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),可以了解電力電子學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展方向,理解并掌握電力電子學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力。學(xué)完本課程后,學(xué)生可以了解主要電力電子器件的特性和主要電力電子電路的基本性能,掌握電力電子電路的基本分析方法和電力電子學(xué)的基本理論。
本書是面向電氣工程及其自動化專業(yè)和自動化專業(yè)的本科教材。本書第2版經(jīng)過幾年來在教學(xué)實踐中的使用,發(fā)現(xiàn)了一些內(nèi)容安排不盡合理、學(xué)生自學(xué)較困難、個別敘述有偏差等問題。這些都在第3版中進(jìn)行了重新編排修訂。修訂后的第3版教材基本覆蓋了電力電子學(xué)的主要內(nèi)容,著重強(qiáng)調(diào)了電力電子學(xué)的基本理論和基本分析方法,同時在重要內(nèi)容加入例題進(jìn)行輔助學(xué)習(xí),并利用Matlab的Simulink工具箱輔助實驗學(xué)習(xí)。本書力求概念清晰、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、深入淺出、內(nèi)容新穎、理論聯(lián)系實際、注重應(yīng)用。
本版教材保留并修改了緒論、第1章電力電子器件:第2章直流.直流變換電路;第3章交流.直流變換電路(含有源逆變電路);第4章直流,交流變換電路;第5章交流.交流變換電路、第7章電力電子技術(shù)應(yīng)用中的一些問題和第8章電力電子電路的計算機(jī)仿真內(nèi)容。去掉了第6章諧振軟開關(guān)技術(shù)。
本書由東北大學(xué)肖冬、馮琳、胡廣浩和張艷芬等同志共同編寫完成。全書共分7章。其中,肖冬負(fù)責(zé)擬定全書大綱,并編寫了緒論、第1章、第2章、第3章第1-2小節(jié);馮琳編寫了第6章、第7章和第3章第7。10小節(jié);沈陽建筑大學(xué)的王繼春編寫了第3章第3~6小節(jié);沈陽大學(xué)的胡廣浩編寫了第4章和第5章及參考文獻(xiàn);馮琳和營口大學(xué)的張艷芬參與了第4章和第5章的編寫工作。全書由肖冬統(tǒng)稿。書中的一些插圖和文字校對工作由肖冬和馮琳完成。同時,楊衛(wèi)國和袁平老師博士生黎霸俊、碩士生張琦、李北京、徐家騮、張盛永、楊豐華、于志超和江隆強(qiáng)也參與了部分編寫和校對工作。
本書在編寫過程中,參閱了許多同行專家的論著和文獻(xiàn),書中部分內(nèi)容引用了國內(nèi)外專家、學(xué)者的研究成果,在此謹(jǐn)向他們致以誠摯的謝意。此外,在本書編寫過程中,得到了冶金工業(yè)出版社的大力支持和幫助,也得到了編者所在單位許多同志的關(guān)懷、支持和幫助,在此一并對他們致以衷心的感謝。
由于作者水平有限,本書中可能仍然存在疏誤遺漏之處,殷切希望同行專家和廣大讀者給予批評指正。
0 緒論
1 電力電子器件
1.1 電力電子器件的特點與分類
1.1.1 電力電子器件的特點
1.1.2 電力電子器件的分類
1.2 功率二極管
1.2.1 功率二極管的主要類型
1.2.2 PN結(jié)型功率二極管基本結(jié)構(gòu)、工作原理和基本特性
1.2.3 肖特基勢壘二極管
1.2.4 功率二極管的主要參數(shù)
1.3 晶閘管及派生器件
1.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理
1.3.2 晶閘管的工作特性及主要參數(shù)
1.3.3 晶閘管的觸發(fā)
1.3.4 派生晶閘管器件
1.4 門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)
1.4.1 GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理
1.4.2 GTO的特性及主要參數(shù)
1.4.3 GTO的驅(qū)動電路
1.4.4 GTO的最大可關(guān)斷陽極電流和電流關(guān)斷增益
1.5 功率晶體管(GTR)
1.5.1 GTR的結(jié)構(gòu)和工作特性
1.5.2 GTR的特性及主要參數(shù)
1.5.3 GTR的驅(qū)動電路
1.5.4 GTR的二次擊穿現(xiàn)象和安全工作區(qū)
1.6 功率場效應(yīng)晶體管(PowerMOSFET)
1.6.1 PowerMOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理
1.6.2 PowerMOSFET的特性及主要參數(shù)
1.6.3 PowerMOSFET的驅(qū)動電路
1.6.4 PowerMOSFET的防靜電擊穿保護(hù)
1.7 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
1.7.1 IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理
1.7.2 IGBT的特性及主要參數(shù)
1.7.3 IGBT的驅(qū)動電路
1.7.4 IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)
1.8 其他新型電力電子器件
1.8.1 靜電感應(yīng)晶體管(SIT)
1.8.2 靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)
1.8.3 MOS控制晶閘管(MCT)
1.8.4 集成門極換流晶閘管(IGCT)
1.8.5 注入增強(qiáng)型門極換流晶體管(IEGT)
1.8.6 功率集成電路和智能功率模塊(PIC&IPM)
1.9 電力電子器件今后的發(fā)展方向
本章小結(jié)
習(xí)題與思考題
2 直流-直流變換電路
2.1 降壓斬波電路
2.1.1 電流連續(xù)模式時的工作情況
2.1.2 電流斷續(xù)模式時的工作情況
2.2 升壓斬波電路
2.2.1 電流連續(xù)模式時的工作情況
2.2.2 電流斷續(xù)模式時的工作情況
2.3 升降壓復(fù)合斬波電路
2.3.1 電流連續(xù)模式時的工作情況
2.3.2 電流斷續(xù)模式時的工作情況
2.4 庫克電路
2.4.1 庫克電路穩(wěn)態(tài)工作過程分析
2.4.2 庫克電路基本輸入輸出關(guān)系
2.5 Sepic斬波電路和Zeta斬波電路
2.6 復(fù)合型DC-DC斬波電路
2.6.1 二象限D(zhuǎn)C-DC斬波電路
2.6.2 四象限D(zhuǎn)C-DC斬波電路
2.6.3 多相多重DC-DC斬波電路
2.7 帶隔離的直流.直流變換電路
2.7.1 正激電路
2.7.2 反激電路
2.7.3 半橋式隔離的降壓電路
2.7.4 一全橋式隔離的降壓電路
2.7.5 推挽電路
……
3 交流-直流變換電路(含有源逆變電路)
4 直流-交流變換電路
5 交流-交流變換電路
6 電力電子技術(shù)應(yīng)用中的一些問題
7 電力電子電路的計算機(jī)仿真
參考文獻(xiàn)