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绪论1

第1章　功率二极管、晶闸管及单相整流电路7

1.1　功率二极管7

1.1.1　功率二极管的结构和工作原理7

1.1.2　功率二极管的伏安特性7

1.1.3　功率二极管的主要参数7

1.1.4　功率二极管的其他类型8

1.2　晶闸管9

1.2.1　晶闸管的结构9

1.2.2　晶闸管的工作原理10

1.2.3　晶闸管的特性11

1.2.4　晶闸管的主要参数12

1.3　晶闸管的其他派生元件15

1.3.1　快速晶闸管（FST）15

1.3.2　双向晶闸管（TRIAC）15

1.3.3　逆导晶闸管（RCT）16

1.3.4 光控晶闸管（LATT）17

1.4　晶闸管单相可控整流电路18

1.4.1　可控整流电路的分类和主要研究内容18

1.4.2　单相可控整流电路19

1.5　晶闸管的门极驱动及简易触发电路33

1.5.1　晶闸管的门极驱动33

1.5.2　晶闸管的简易移相触发电路34

1.6　实训38

1.6.1　功率二极管的型号和选择原则38

1.6.2　晶闸管的型号、选择原则和简单测试39

1.6.3　双向晶闸管的型号、选择原则和简单测试42

1.6.4　单结晶体管的简单测试43

1.6.5　单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路实训43

1.7　思考题与习题45

第2章 晶闸管三相整流电路、触发电路与工程计算47

2.1　三相半波可控整流电路47

2.1.1　三相半波可控整流电路（电阻性负载）47

2.1.2　三相半波可控整流电路（阻感性负载）50

2.1.3　三相半波共阳极可控整流电路51

2.2　三相全控桥式整流电路52

2.2.1　三相全控桥式整流电路（电阻性负载）52

2.2.2　三相全控桥式整流电路（阻感性负载）55

2.3　变压器漏抗对整流电路的影响57

2.4　晶闸管触发电路59

2.4.1　晶闸管对触发电路的要求59

2.4.2　同步信号为锯齿波的触发电路59

2.4.3　集成触发电路63

2.4.4　触发电路的定相68

2.5　整流器的工程计算及调试69

2.5.1　整流器工程计算的基本内容70

2.5.2　整流器的电参数计算72

2.5.3　整流器的保护80

2.6　实训88

2.6.1　整流电路工程计算练习88

2.6.2　晶闸管整流器运行调试92

2.6.3　锯齿波同步移相触发电路调试实训96

2.7　思考题与习题97

第3章　全控型电力电子器件99

3.1 门极可关断晶闸管（GTO）99

3.1.1 GTO的结构和工作原理99

3.1.2 GTO的特性和主要参数100

3.1.3 GTO的驱动信号和驱动电路101

3.1.4 GTO的缓冲电路102

3.2　电力晶体管（GTR）103

3.2.1 GTR的结构与工作原理103

3.2.2 GTR的特性与主要参数103

3.2.3 GTR的二次击穿与安全工作区105

3.2.4 GTR的驱动信号和驱动电路106

3.2.5 GTR的缓冲电路106

3.2.6 GTR的保护电路107

3.3　功率场效应晶体管（P-MOSFET）108

3.3.1 P-MOSFET的结构和工作原理108

3.3.2 P-MOSFET的特性和参数109

3.3.3 P-MOSFET对驱动信号的要求和驱动电路111

3.3.4 P-MOSFET的缓冲电路和保护电路112

3.4　绝缘栅双极型晶体管（IGBT）113

3.4.1　IGBT的结构和工作原理113

3.4.2　IGBT的特性与参数114

3.4.3　IGBT的掣住效应与安全工作区116

3.4.4 IGBT对驱动信号的要求和驱动电路117

3.4.5　IGBT的驱动保护电路118

3.5　其他新型电力电子器件119

3.5.1 MOS控制晶闸管（MCT）119

3.5.2　集成门极换流晶闸管（IGCT）120

3.5.3　功率模块与功率集成电路121

3.5.4　静电感应晶体管（SIT）121

3.5.5　静电感应晶闸管（SITH）122

3.6　思考题与习题123

第4章　交流调压与直流斩波124

4.1　交流调压的概念和交流调压电路124

4.1.1　单相交流调压电路124

4.1.2　三相交流调压电路127

4.1.3　晶闸管交流调功器和交流开关132

4.2　晶闸管交流调压应用电路133

4.2.1　晶闸管交流调压器应用电路133

4.2.2　晶闸管交流调功器应用电路134

4.2.3　晶闸管交流开关应用电路135

4.2.4　晶闸管交流调压应用实例137

4.3　基本直流变换138

4.3.1　降压式直流斩波电路（Buck Chopper）138

4.3.2　升压式直流斩波电路（Boost Chopper）139

4.3.3　升降压式直流斩波电路（Boost-Buck Chopper）140

4.3.4 Cuk直流斩波电路141

4.3.5　全桥式直流-直流斩波电路142

4.3.6　软开关的基本概念143

4.4　实训——三相交流调压电路实训145

4.5　思考题与习题146

第5章　有源逆变与变频电路148

5.1　逆变的概念148

5.2　有源逆变电路148

5.2.1　单相双半波有源逆变电路148

5.2.2　逆变失败与最小逆变角的限制150

5.2.3　有源逆变的应用——两组晶闸管反并联时电动机的可逆运行152

5.3　无源逆变（变频）电路153

5.3.1　变频概述及变频器的种类153

5.3.2　交-交变频电路155

5.3.3　交-直-交变频电路159

5.4　正弦波脉宽调制（SPWM）变频器171

5.5　实训——三相桥式全控整流及有源逆变电路实训181

5.6　思考题与习题182

第6章 电力电子的MATLAB仿真184

6.1 MATLAB/Simulink/Power System工具箱及应用简介184

6.1.1 Simulink工具箱简介184

6.1.2 Power System工具箱简介186

6.1.3 Simulink/Power System的模型窗口189

6.1.4 Simulink/Power System模块的基本操作192

6.1.5 Simulink/Power System系统模型的操作195

6.1.6 Simulink/Power System子系统的建立196

6.1.7 Simulink/Power System系统的仿真197

6.2　典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例200

6.2.1　晶闸管的仿真模型及仿真实例200

6.2.2 GTO的仿真模型及仿真实例203

6.2.3 IGBT的仿真模型及仿真实例207

6.2.4 MOSFET的仿真模型及仿真实例209

6.3　电力电子变流器中典型环节的仿真模型212

6.3.1 同步6脉冲触发器的仿真模型212

6.3.2 PWM发生器的仿真模型213

6.3.3　通用变流器桥的仿真模型216

6.4　典型电力电子变流装置的应用仿真217

6.4.1 晶闸管三相桥式整流器及应用仿真217

6.4.2　晶闸管交流调压器及应用仿真218

6.4.3　晶闸管有源逆变器的仿真221

6.4.4 IGBT构成的直流-直流变换器的应用仿真226

参考文献230