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功率变换开关技术电力电子的核心理论 修订版

功率变换开关技术电力电子的核心理论 修订版  

出版时间:2018年版 

内容简介 

  电力电子技术在电力系统、新能源发电、电动汽车、电力牵引以及家用电器等众多领域快速发展,电力电子化已成为一种发展趋势,然而现在大多数电力电子技术教材是由既成技术的集合体形成的,从而造成教材内容缺少理论及体系化的现实,在此背景下,编写一本具备理论及体系化且适应电力电子技术发展需求和人才培养需求的教科书,显得尤为重要。本书首先概述电力电子变换技术的基础原理及概况,其次说明半导体开关器件原理及其用法,对功率变换方式进行了分类,并形成体系化。然后对直流-直流变换、直流-交流变换、交流-直流变换和交流-交流变换四大类电路进行分析,并讨论像软开关等其他开关技术。后列举说明电力电子技术在各种系统中的应用。本书可作为电气信息类专业高年级本科生以及研究生的教材,也可作为电气自动化领域科技工作者的参考用书。 

目录 

译者序 

原书序言 

本书中所用的主要变量符号及主要后缀符号 

第1章 电力电子变换技术的概况1 

 1.1 开关和功率变换电路1 

 1.2 功率变换原理3 

 1.3 电力电子与功率变换电路4 

  1.3.1 电压源和电流源的定义5 

  1.3.2 功率变换器的输入输出特性5 

  1.3.3 对变换电路的等价电源电路表示6 

  1.3.4 等价电源和等价负载的分类8 

 1.4 功率变换的系统构成9 

 1.5 在电力电子中的应用10 

 1.6 EMC问题11 

 综合问题12 

第2章 半导体开关器件13 

 2.1 硅半导体物理性质的基本内容13 

 2.2 pn结和二极管15 

  2.2.1 pn结二极管15 

  2.2.2 pin二极管18 

  2.2.3 少数载流子累积效应和异常电压19 

  2.2.4 缓冲电路20 

  2.2.5 缓冲电路设计21 

 2.3 电力晶体管22 

 2.4 晶闸管24 

  2.4.1 4层结构pnpn器件的特征24 

  2.4.2 唯一的他励关断器件25 

  2.4.3 双向导通晶闸管———双向晶闸管27 

 2.5 GTO晶闸管及GCT晶闸管27 

 2.6 MOSFET 30 

  2.6.1 DMOSFET 31 

  2.6.2 TMOSFET 32 

 2.7 IGBT 33 

  2.7.1 沟槽型IGBT 34 

  2.7.2 PM和IPM 35 

 2.8 肖特基势垒二极管37 

 2.9 开关器件的特性与分类37 

  2.9.1 开关器件的基本特性37 

  2.9.2 各种开关器件及其特征39 

  2.9.3 二极管:状态控制器件40 

 2.10 功率器件的使用方法40 

  2.10.1 门极驱动40 

  2.10.2 器件散热41 

  2.10.3 异常电压保护42 

  2.10.4 异常电流保护42 

 综合问题42 

第3章 功率变换的内容分类及体系化44 

 3.1 基本电路拓扑及SDA编号44 

 3.2 功率变换方式分类46 

  3.2.1 环路切换型功率变换46 

  3.2.2 电源切换型功率变换47 

  3.2.3 复合型功率变换49 

  3.2.4 基本功率变换方式的比较49 

 3.3 SDA的等效电子开关表示50 

 3.4 对本书采用的新概念和新术语的说明50 

  3.4.1 持流电抗器和链接电容器的作用51 

  3.4.2 持流电感的功能与作用52 

 综合问题52 

第4章 直流-直流变换53 

 4.1 降压斩波器53 

 4.2 升压斩波器55 

 4.3 升降压斩波器56 

 4.4 斩波器的动作模式和动作分析方法58 

  4.4.1 电流连续模式和状态平均法58 

  4.4.2 电流不连续模式和能量平衡法60 

  4.4.3 作为负载的斩波器的功能62 

  4.4.4 电路动作的计算机仿真67 

 4.5 两象限运行与四象限运行的斩波电路70 

  4.5.1 两象限运行的斩波电路71 

  4.5.2 四象限运行的斩波电路73 

目  录Ⅸ  

  4.5.3 四象限斩波电路的控制75 

  4.5.4 环路切换型功率变换的要点77 

  4.5.5 开关器件的死区时间80 

 4.6 隔离型变换电路和DC-DC变换器80 

  4.6.1 两绕组电抗器81 

  4.6.2 两绕组电抗器和反激变换器82 

  4.6.3 变压器和正激变换器84 

  4.6.4 全桥DC-DC变换器86 

 4.7 直流-直流变换电路的应用与特征89 

  4.7.1 在光伏发电逆变单元中的应用90 

  4.7.2 对直流-直流变换装置特点的讨论92 

 综合问题92 

第5章 直流-交流变换94 

 5.1 单相逆变器94 

  5.1.1 基于PWM的交流变换基本概念95 

  5.1.2 等价电源97 

 5.2 三相逆变器100 

  5.2.1 基于PWM的三相交流的产生101 

  5.2.2 空间矢量法———统一处理三相数值的方法103 

  5.2.3 三相交流电路的空间矢量表示105 

  5.2.4 空间矢量的旋转坐标系表示108 

  5.2.5 基于空间矢量的功率计算112 

  5.2.6 三相逆变器中电压空间矢量的产生113 

  5.2.7 采用空间矢量的逆变器驱动电路分析121 

  5.2.8 同步PWM和异步PWM 124 

 5.3 形成电流源的三相逆变器125 

  5.3.1 电流源型逆变器126 

  5.3.2 具有电流控制环的电流型逆变器128 

 5.4 高压逆变器和大功率逆变器133 

  5.4.1 三电平逆变器(NPC逆变器) 133 

  5.4.2 三电平逆变器的控制135 

  5.4.3 级联式逆变器137 

  综合问题141 

第6章 交流-直流变换143 

 6.1 电容输入型整流电路143 

  6.1.1 单相半波整流电源与偏磁现象143 

  6.1.2 单相全波电容输入型整流电路145 

  6.1.3 电容输入型三相桥式整流电路148 

Ⅹ 功率变换开关技术 

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