电力电子技术（第4版）

电力电子技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业的重要专业基础课之一。本书主要包括电力电子器件、交流直流变换器、交流交流变换器、直流直流变换器、直流交流变换器、谐振开关电路、无功功率补偿、谐波抑制和MATLAB/Simulink在电力电子技术中的仿真应用等内容，对读者了解和掌握变换器特性，特别是设计新型变换器具有重要的作用。本书还增加了一些实际应用环节，具有较强的应用性和工程适用性。为了方便教学，本书提供电子课件，具体情况请查阅http://www.hxedu.com.cn。 本书注重学科体系的完整性，强调工程概念，注重理论与实际相结合，可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化和相关专业的本科教材，也可作为研究生和科研设计人员的参考书。

王云亮，天津理工大学电气电子工程学院教授，研究方向： 电力电子技术、微机控制等，一直从事电力电子技术等方面的教学、科研工作。

绪论
第1章 电力电子器件
1.1 引言
1.2 电力电子器件的结构、特性和主要参数
1.2.1 功率二极管
1.2.2 晶闸管及派生器件
1.2.3 可关断晶闸管
1.2.4 双极型功率晶体管
1.2.5 功率场效应晶体管
1.2.6 绝缘栅双极型晶体管
1.3 电力电子器件的驱动电路
1.3.1 晶闸管的门极驱动电路
1.3.2 可关断晶闸管的门极驱动电路
1.3.3 双极型功率晶体管的基极驱动电路
1.3.4 功率场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的栅极驱动电路
1.3.5 集成驱动电路
1.4 电力电子器件的缓冲电路
1.4.1 缓冲电路的作用
1.4.2 缓冲电路的类型
1.4.3 缓冲电路元件的选择
1.5 全控型器件的过电压及过电流保护
1.6 电力电子器件的串联与并联技术
1.6.1 晶闸管的串并联
1.6.2 可关断晶闸管的串并联
1.6.3 双极型功率晶体管的串并联
1.6.4 功率场效应晶体管的串并联
1.6.5 绝缘栅双极型晶体管的串并联
*1.7 MATLAB Simulink/Power System工具箱及常用电力电子器件的仿真模型
1.7.1 MATLAB Simulink/Power System工具箱简介
1.7.2 常用电力电子器件的仿真模型
小结
习题1
第2章 交流-直流变换器
2.1 引言
2.2 单相整流器
2.2.1 单相半波可控整流器
2.2.2 单相全控桥式整流器
2.2.3 电容滤波的不可控整流器
2.3 三相整流器
2.3.1 三相半波共阴极可控整流器
2.3.2 三相半波共阳极可控整流器
2.3.3 三相全控桥式整流器
*2.3.4 其他形式的大功率可控整流器
2.4 晶闸管触发电路
2.4.1 晶闸管对触发电路的要求
2.4.2 同步信号为锯齿波的触发电路
2.4.3 集成触发电路
2.4.4 触发电路的定相
2.5 变压器漏抗对整流器的影响
2.6 有源逆变器
2.6.1 逆变的概念
2.6.2 三相桥式有源逆变器
2.6.3 逆变失败与最小逆变角的限制
*2.7 整流器的谐波分析
2.7.1 整流器输出电压和负载电流的谐波分析
2.7.2 整流器在电感性负载时交流侧电流的谐波分析
*2.8 相控整流器的MATLAB仿真
2.8.1 电力电子变换器中典型环节的仿真模型
2.8.2 单相全控桥式整流器的仿真
2.8.3 三相桥式整流器的仿真
小结
习题2
第3章 交流-交流变换器
3.1 引言
3.2 相控交流调压器
3.2.1 单相交流调压器
3.2.2 三相交流调压器
3.3 晶闸管交流调功器和交流开关
3.3.1 晶闸管交流调功器
3.3.2 晶闸管交流开关
3.4 交-交变频器
3.4.1 单相交-交变频器
3.4.2 三相交-交变频器
*3.5 交流调压器的MATLAB仿真
3.5.1 单相交流调压器的仿真
3.5.2 三相交流调压器的仿真
小结
习题3
第4章 直流-直流变换器
4.1 引言
4.2 直流斩波器的控制
4.3 降压变换器
4.3.1 电流连续模式时的工作情况
4.3.2 电流连续和断续模式的边界
4.3.3 电流断续模式时的工作情况
4.3.4 寄生元件的影响
4.3.5 输出电压纹波
4.4 升压变换器
4.4.1 电流连续模式时的工作情况
4.4.2 电流连续与断续模式的边界
4.4.3 电流断续模式时的工作情况
4.4.4 寄生元件的影响
4.4.5 输出电压纹波
4.5 降压-升压变换器
4.5.1 电流连续模式时的工作情况
4.5.2 电流连续和断续模式的边界
4.5.3 电流断续模式时的工作情况
4.5.4 寄生元件的影响
4.5.5 输出电压纹波
*4.6 库克变换器
4.7 全桥式直流斩波器
4.7.1 双极性PWM控制方式
4.7.2 单极性PWM控制方式
4.7.3 两种控制方式的比较
4.8 直流斩波器的一般问题
*4.9 直流开关电源的应用
4.9.1 带电气隔离的变换器
4.9.2 直流开关电源的控制
4.9.3 PWM集成电路UC1524A
4.9.4 直流电源设计中的一些问题
*4.10 Boost变换器的MATLAB仿真
小结
习题4
第5章 直流-交流变换器
5.1 引言
5.2 逆变器的基本原理
5.3 电压型逆变器
5.3.1 单相电压型逆变器
5.3.2 三相电压型逆变器
5.3.3 电压型逆变器的特点
5.4 电流型逆变器
5.4.1 单相电流型逆变器
5.4.2 三相电流型逆变器
5.4.3 电流型逆变器的特点
5.5 正弦脉宽调制逆变器
5.5.1 SPWM的基本原理
5.5.2 SPWM的控制方法
5.5.3 SPWM的调制方式
5.5.4 三相桥式SPWM逆变器
5.5.5 SPWM的一般问题
5.5.6 SPWM波的生成方法
*5.6 逆变器的多重化和多电平化技术
5.6.1 多重化技术
5.6.2 多电平化技术
*5.7 直流-交流变换器的MATLAB仿真
5.7.1 PWM脉冲发生器(2级)的仿真模型
5.7.2 单相双极性PWM逆变器的仿真
5.7.3 单相单极性PWM逆变器的仿真
5.7.4 三相电压型PWM逆变器的仿真
小结
习题5
*第6章 谐振开关电路
6.1 引言
6.2 开关模式与谐振变换器分类
6.2.1 硬开关模式与谐振开关模式
6.2.2 谐振开关变换器的分类
6.3 准谐振开关变换器
6.3.1 零电流开关准谐振变换器
6.3.2 零电压开关准谐振变换器
6.4 零开关PWM变换器
6.4.1 零电压开关PWM变换器
6.4.2 零电流开关PWM变换器
6.5 谐振直流环逆变器
小结
习题6
*第7章 电力电子装置应用中的一些问题
7.1 电力电子器件的换流方式
7.2 变换器的保护
7.2.1 变换器的过电压保护
7.2.2 变换器的过电流保护
7.2.3 电压上升率及电流上升率的限制
7.3 电力电子装置的谐波与无功功率
7.3.1 谐波的产生及其危害
7.3.2 谐波的定义及标准
7.3.3 无功功率的产生及其危害
7.3.4 谐波的抑制方法和无功功率的补偿方法
小结
习题7
参考文献

电力电子技术是一门融合了电力技术、电子技术和控制技术的交叉学科，是利用电力电子器件进行电能转换的技术,近年来发展十分迅速。为了适应21世纪科技和经济发展对电气和电子信息类应用型人才的需求，在电子工业出版社的组织下，我们编写了本教材。
       随着新型电力电子器件的出现和微型计算机技术的发展，电力电子技术在国民经济发展中起着越来越重要的作用。各种新颖的变换器拓扑结构及控制方法层出不穷，使变换器的性能价格比不断提高。因此，教材必须适应电力电子技术的发展，使学生不仅了解和掌握电力电子器件及变换器的原理，而且具有设计和仿真新型变换器的能力。本书介绍在自动化领域广泛应用的MATLAB软件在电力电子技术仿真中的应用，对学生更好地掌握电力电子技术和提高设计应用能力具有重要的作用。通过MATLAB仿真，可以解决实验设备短缺的困难，对提高教学效果起到事半功倍的作用。
       本书主要包括电力电子器件、交流直流变换器、交流交流变换器、直流直流变换器、直流交流变换器、谐振开关电路、无功功率补偿、谐波抑制、MATLAB仿真和一些应用实例等内容。本教材适用于48～64学时的教学安排，“”部分为选学内容。
        本书由王云亮教授主编，除绪论外共7章。本书的绪论、第4章、第6章、第7章由王云亮教授编写，第1章由黄孙伟副教授编写，第2章由岳有军教授编写，第3章由罗春丽老师编写，第5章由黄华芳副教授编写，每章的MATLAB仿真部分由张静梅老师编写，本书最后由王云亮教授统稿。本书由天津大学许镇琳教授主审，许教授在审阅中提出了许多宝贵的意见，在此谨致衷心的谢意。
        此外，书中部分内容引用了国内外专家、学者的研究成果，在此谨向他们致以诚挚的谢意。本书在编写过程中，得到了电子工业出版社和凌毅编辑的大力支持，也得到了编者所在单位的老师和学生的热心帮助，在此一并对他们致以衷心的感谢。
       本书可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化和相关专业的本科教材，也可作为从事机电一体化的研究生和科研设计人员的参考用书。
        本书提供配套的电子课件，可登录华信教育资源网：www.hxedu.com.cn,注册后免费下载。
        由于作者的业务水平和教学经验有限，错误及不妥之处在所难免，殷切希望广大同行和读者给予批评指正。