第1章緒論1

11電力電子技術概述1

12電能變換及控制的方法1

13電力電子技術的發展史2

14電力電子技術的特點3

15電力電子技術的應用4

16電力電子技術的展望5

小結12

習題12

第2章電力電子器件13

21電力電子器件概述13

22電力二極管15

221電力二極管的基本結構與工作原理15

222電力二極管的基本特性16

223電力二極管的主要參數18

224電力二極管的主要類型18

23晶閘管19

231晶閘管的基本結構與工作原理19

232晶閘管的工作特性21

233晶閘管的主要參數23

234晶閘管的主要類型26

24典型全控型器件28

241門極可關斷晶閘管28

242電力晶體管30

243電力MOS場效應晶體管35

244絕緣柵雙極型晶體管38

25其他新型電力電子器件42

251MOS控制晶閘管42

252靜電感應晶體管42

253靜電感應晶閘管43

254集成門極換流晶閘管43

255電子注入增強柵晶體管43

26電力電子器件驅動與保護電路43

261電力電子器件驅動電路概述43

262晶閘管的觸發電路44

263典型全控器件的驅動電路45

264過電壓的產生及保護48

265過電流的產生及保護49

266電力電子器件的緩衝電路49

267晶閘管的串聯與並聯51

268電力MOSFET的並聯與IGBT的並聯52

小結53

習題53

第3章整流電路55

31概述55

32單相可控整流電路55

321單相半波可控整流電路56

322單相橋式全控整流電路58

323單相橋式半控整流電路62

33三相可控整流電路63

331三相半波可控整流電路64

332三相橋式全控整流電路73

34大功率可控整流電路80

341帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路80

342整流電路的多重化84

35有源逆變電路85

351整流與逆變的關繫85

352電源間能量的變換關繫86

353有源逆變電路的工作原理87

354三相半波共陰極逆變電路89

36整流電路的諧波和功率因數90

361整流電路的諧波及功率因數的概念91

362交流輸入側的諧波及功率因數92

363整流輸出側的諧波分析92

小結94

習題95

第4章逆變電路96

41逆變電路的分類和控制方式96

411逆變電路的分類96

412逆變電路的控制方式97

42電壓型逆變電路97

421單相電壓型逆變電路97

422三相電壓型逆變電路101

423方波逆變電路輸出電壓波形分析103

43電流型逆變電路104

431單相電流型逆變電路105

432三相電流型逆變電路105

44逆變電路在中高壓電氣傳動方面的應用案例——多電平逆變

電路111

441中高壓逆變電路的應用場合及中壓電壓等級問題111

442二極管鉗位型多電平逆變電路112

443電容鉗位型多電平逆變電路113

444具有獨立直流電源的級聯型多電平逆變電路114

45逆變電路在電力繫統中的應用案例——靜止同步補償器116

46逆變電路在電源技術中的應用案例117

461感應加熱電源117

462交流方波電源118

463IGBT逆變式電阻焊機電源118

小結119

習題120

第5章斬波電路121

51概述121

52基本斬波電路123

521降壓斬波電路123

522升壓斬波電路126

523升降壓斬波電路和Cuk斬波電路130

524Sepic斬波電路和Zeta斬波電路134

53復合斬波電路和多相多重斬波電路135

531電流可逆斬波電路135

532橋式可逆斬波電路135

533多相多重斬波電路137

54晶閘管斬波器138

55斬波變阻電路138

56帶隔離的直流/直流變流電路139

561正激電路139

562反激電路140

563半橋電路141

564推挽電路142

565全橋電路143

小結144

習題145

第6章交流調壓和變頻電路146

61間接交流/交流變換電路146

611電流型交流/交流變換電路146

612電壓型交流/交流變換電路147

62直接交流/交流變換電路148

621周波變換器148

622矩陣變換器151

63交流調壓電路155

631單相交流調壓電路155

632三相交流調壓電路157

小結159

習題159

第7章PWM控制技術160

71PWM控制的基本原理160

72PWM逆變電路及其控制方法162

721計算法和調制法162

722異步調制和同步調制166

723PWM逆變電路的諧波分析168

724提高直流電壓利用率和減少器件的開關次數170

725PWM逆變電路的多重化172

73PWM跟蹤控制技術173

731滯環比較方式173

732三角波比較方式175

74PWM整流電路及其控制方法176

741PWM整流電路的工作原理176

742PWM整流電路的控制方法179

743功率開關器件180

小結182

習題182

電力電子學中電力電子變換和控制技術是一門發展非常迅速的技術，同時也是高等工科院校自動化專業、電氣工程專業以及機電一體化等專業學生必修的一門專業基礎課程。

電力電子技術橫跨電力、電子和控制三個領域，是現代電子技術的基礎之一，是實現通過弱電方式控制強電設備的橋梁和紐帶，也是從事相關工作的專業技術人員所必須掌握的知識之一。

本書共分7章。第1章主要介紹電力電子技術的基本概念、電能變換及控制的方法，以及電力電子技術的發展和特點等；第2章主要介紹常用的電力電子器件的結構、工作原理和特性等；第3~6章分別對電力電子技術中常見的整流電路、逆變電路、斬波電路、交流調壓和變頻電路的基本工作原理和特性進行闡述，其中主要包括單相和三相可控整流電流、有源逆變電路、直流斬波電路、復合斬波電路、交流調壓電路、交流/交流變換電路等；第7章主要針對目前在直流斬波電路和逆變電路中常用到的PWM控制技術進行詳細的介紹。同時，本書各章後均設有小結和習題，以利於學生復習。

本書的內容在選取過程中遵循以電工、電子學和控制理論基本的原理為起點，完整、繫統地講述電力電子變換和控制技術的基本知識、新技術的發展和應用原則。本書文字流暢、概念清晰、敘述深入淺出，適合高等院校的學生和自學者使用。

本書的編寫人員均具有多年電力電子學一線教學經驗。

本書由李媛媛、曾國輝任主編，奚崢皓、闞秀任副主編。其中第1、2章由李媛媛編寫，第3章由闞秀編寫，第4、6章由曾國輝編寫，第5、7章由奚崢皓編寫。

在本書編寫的過程中，得到上海工程技術大學相關領導和教師的支持和幫助，在此對所有給予本書幫助的人員表示衷心的感謝，也向為本書編寫、整理付出辛勤勞動的碩士研究生表示感謝。

由於時間倉促，加之編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請廣大讀者給予批評指正。

編者2018年3月