电力电子技术（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《电力电子技术（第2版）》介绍了晶闸管、gto、gtr、mosfet、igbt等较成熟的电力电子器件的原理、特性、参数及其应用技术，跟踪国内外电力电子器件的新发展，对sith、mct、igct及集成功率器件pic等也做了简要的介绍。从应用的角度出发，以定性分析为主，介绍了可控整流、交流电力控制、直流斩波、逆变电路；介绍了典型的驱动控制技术；对于pwm技术及软开关基本概念也做了必要的阐述；例举了典型应用电路实例；提供了部分实验电路的实验指导。《电力电子技术（第2版）》内容具有理论与实际结合及突出应用的特点。
　　
　　《电力电子技术（第2版）》可作为中、高等职业技术学校电气运行与控制、电气自动化技术、电气技术、电子技术应用等专业教材，亦可供有关的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第2版前言

第1版前言

本书主要符号说明

绪论

第一章电力二级管和晶闸管

第一节电力二级管

第二节晶闸管

第三节双向晶闸管及他派生晶闸管

本章小结

思考题与习题



第二章全控型电力电子器件

第一节门极关断晶闸管

第二节电力晶体管

第三节电力场效应晶体管

第四节绝缘栅双极晶体管

第五节其他新型电力电子器件

本章小结

思考题与习题



第三章全控型器件的驱动及其他共性问题

第一节典型全控型电力电子器件的驱动

．第二节电力电子器件的保护

第三节电力电子器件的缓冲电路

第四节电力电子器件的串、并联使用

本章小结

思考题与习题



第四章可控整流电路

第一节单相半波可控整流电路

第二节单相桥式可控整流电路

第三节三相半波可控整流电路

第四节三相桥式全控整流电路

第五节晶闸管的有源逆变工作状忘

第六节变压器漏抗对整流电路的影响

第七节晶闸管可控整流电路供电的直流电动机特性

本章小结

思考题与习题



第五章晶闸管的触发电路

第一节单结晶体管触发电路

第二节同步电压为锯齿波的触发电路

第三节集成触发电路及数字触发电路

第四节触发电路与主电路电压的同步

本章小结

思考题与习题



第六章直流斩波变换电路

第一节降压式斩波变换电路

第二节升压式斩波变换电路

第三节升降压式斩波变换电路

第四节直流斩波应用电路

本章小结

思考题与习题



第七章交注电力控制电路

第一节交流开关有其应用电路

第二节单相交流调压电路

第三节相位控制器

第四节三相交流调压电路

本章小结

思考题与习题



第八章逆变电路

第一节无源逆变及基本电路

第二节电压型和电流型逆变器



第七章交流电力控制电路

第一节交流开关及其应用电路

第二节单相交流调压电路

第三节相位控制器

第四节三相交流调压电路

本章小结

思考题与习题



第八章逆变电路

第一节无源逆变及基本电路

第二节电压型和电流型逆变器

第三节脉宽调制(PWM)型逆变

电路

第四节软开关技术

本章小结

思考题与习题



第九章电力电子技术应用

第一节大功率电力开关稳压电源

第二节不间断电源(UPS)

第三节直流调速装置

第四节PSPICE在电力电子技术

仿真中的应用

第五节MATLAB在电力电子技术仿真中的应用

本章小结

思考题与习题

附录

附录A电力电子技术实验

实验一单结晶体管触发电路及单相半控桥整流电路的研究

实验二锯齿波触发电路与三相全控桥的研究(实验二、实验三选做一个)

实验三用集成触发电路触发的三相桥式全控整流电路的研究

实验四单相交流调压电路的研究

实验五IGBT斩波电路的研究

附录B部分电力电子器件参数表

参考文献

前言/序言

探索能源转换的奥秘：一本关于现代电力电子技术的深度导览 在当今世界，电力无处不在，而支撑着电力高效、灵活应用的，正是日新月异的电力电子技术。从我们日常生活中使用的手机充电器、电脑电源，到驱动电动汽车的心脏，再到工业生产中的电机调速、可再生能源的接入，电力电子技术的身影无处不在，是现代社会不可或缺的基石。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一场深入探索电力电子技术核心理念与前沿应用的旅程。我们将从最基础的电力电子器件入手，剖析它们的工作原理，理解它们在不同电路拓扑中的作用，并最终展示如何运用这些器件构建出复杂而高效的电力转换系统。这不是一篇简单的技术论文，而是一次全面而深入的学习体验，旨在为读者构建扎实的理论基础，同时培养解决实际问题的能力。 第一部分：电力电子器件——能量转换的基石 任何一项先进的技术都离不开其核心的组成部分，电力电子技术的核心便是各种电力电子器件。本书将从最基本、最普遍的器件开始，逐步深入。 二极管家族： 我们将详细介绍整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等，不仅讲解它们的正向导通和反向阻断特性，更会深入分析其损耗机制、开关特性以及在不同应用场景下的优缺点。例如，在高效开关电源中，为什么需要使用快恢复二极管？在低压大电流应用中，肖特基二极管又为何是首选？我们将通过实际的电路分析和参数对比来解答这些问题。 晶闸管（SCR）的原理与应用： 作为电力电子领域最早出现的功率开关器件之一，晶闸管在许多大功率控制场合仍然发挥着重要作用。本书将阐释其触发控制原理、门极电流与导通关系，以及在相控整流、电机调速等经典应用中的具体实现。同时，我们也会讨论其局限性，为后续更先进器件的学习铺平道路。 功率三极管： 功率双极型晶体管（BJT）和功率场效应晶体管（MOSFET）是现代电力电子应用中最核心的开关器件。 功率BJT： 我们将深入剖析其工作区域，包括饱和区、放大区和截止区，理解基极电流控制集电极电流的机制。同时，会详细讲解其开关损耗，以及如何通过驱动电路和外围元件来优化其开关性能。 功率MOSFET： 作为目前应用最广泛的功率开关器件，MOSFET以其高开关速度、低导通损耗和易于驱动的特点征服了众多领域。本书将详细解析其阈值电压、栅极驱动特性、导通电阻（RDS(on)）与温度的关系，以及不同类型的MOSFET（如n沟道、p沟道，以及超结MOSFET）的结构与性能差异。我们将通过仿真和实验数据来直观展示MOSFET在各种应用中的表现。 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）： 结合了BJT的低导通压降和MOSFET的易驱动性，IGBT在大功率应用中占据着重要地位。本书将详细介绍IGBT的结构，理解其PNPN四层结构的工作原理，以及其集电极电流与栅极电压的关系。我们还将深入探讨其开关特性、关断延迟以及在逆变器、变频器等高压大电流应用中的优势。 其他功率器件： 除了以上几种主流器件，本书还会简要介绍一些其他重要的功率器件，例如功率二极管（PND、PIN）、双向晶闸管（TRIAC）等，并说明它们各自的特点和应用场景，以期读者能够对电力电子器件有一个更全面的认识。 第二部分：基本电路拓扑——电力转换的基本单元 掌握了器件，我们便可以开始构建实现电力转换的电路。本书将系统地介绍几种最基本、最核心的电力电子电路拓扑。 整流电路： 从最简单的半波整流、全波整流，到更高效的桥式整流，再到具有功率因数校正功能的有源整流，我们将详细分析它们的电路结构、工作原理、输出电压纹波特性，以及在不同负载条件下的表现。对于有源整流，我们将深入探讨其控制策略和功率因数提升的机理。 逆变电路： 将直流电转换为交流电的逆变电路是电力电子技术中至关重要的一环。我们将从基本的单相逆变器入手，讲解其工作模式、输出波形（方波、准方波、正弦波），以及如何通过脉宽调制（PWM）技术来生成高质量的交流输出。随后，将进一步介绍三相逆变器，重点分析其桥臂的开关组合、载波移相PWM、异步PWM等调制策略，以及它们在电机驱动和并网逆变器中的应用。 DC-DC变换器： 实现直流电压的升压、降压或升降压功能的DC-DC变换器是各种电子设备中不可或缺的能量转换单元。 降压变换器（Buck Converter）： 我们将详细分析其电感电流和输出电容电压的连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM），理解其占空比与输出电压的关系，以及纹波的产生和抑制方法。 升压变换器（Boost Converter）： 讲解升压变换器的工作原理，理解其如何通过储能元件（电感）来实现电压的提升，并分析其在各种工作模式下的输出特性。 升降压变换器（Buck-Boost Converter）： 介绍升降压变换器如何实现输出电压的反转和升降压功能，并分析其与Buck和Boost变换器的区别与联系。 SEPIC、Ćuk等变换器： 为了更全面地展现DC-DC变换器的多样性，本书还将介绍一些更复杂的拓扑，如SEPIC（单端初级电感变换器）和Ćuk变换器，并分析它们的优缺点以及适用场景。 斩波电路： 斩波电路是一种用于控制直流电压大小的电路，其基本原理是通过周期性地开关功率器件来实现。本书将介绍不同类型的斩波电路，如降压斩波、升压斩波和升降压斩波，并分析其工作模式和输出特性。 第三部分：控制策略与系统设计——实现高性能的艺术 仅仅掌握了器件和基本电路拓扑是不足以构建高性能电力电子系统的。有效的控制策略和周全的系统设计是实现高效、稳定运行的关键。 反馈控制理论： 我们将从基本的控制理论出发，讲解PID（比例-积分-微分）控制器的工作原理，以及如何在电力电子系统中实现电压、电流的闭环控制。我们将分析系统参数对控制性能的影响，并给出参数整定的方法。 脉宽调制（PWM）技术： PWM技术是现代电力电子领域最核心的控制手段之一。本书将深入剖析各种PWM调制策略，包括： 载波同步PWM： 适用于单相和三相逆变器，能够生成低谐波含量的输出。 空间矢量PWM（SVPWM）： 在三相逆变器控制中尤为重要，能够更有效地利用直流母线电压，生成更平滑的输出。 自适应PWM： 探讨如何根据系统运行状态动态调整PWM参数，以达到最佳性能。 开关损耗与导通损耗的优化： 任何电力电子系统都会存在能量损耗，而开关损耗和导通损耗是其中最主要的两个部分。本书将深入分析这些损耗的产生机理，并介绍如何通过选择合适的器件、优化驱动电路、采用软开关技术等方法来降低损耗，提高系统效率。 电磁兼容性（EMC）设计： 在高频开关工作过程中，电力电子设备会产生电磁干扰（EMI），并可能受到外部电磁场的干扰。本书将介绍EMC的基本概念，以及在系统设计中需要考虑的EMC问题，如滤波器的设计、屏蔽技术、接地措施等，以确保设备能够正常、可靠地运行。 热管理设计： 功率器件在工作时会产生大量的热量，有效的热管理对于保证系统的可靠性和寿命至关重要。本书将介绍热阻的概念，并讨论散热器的选择、风冷/水冷方式以及器件的布局等热管理设计原则。 保护电路设计： 在电力电子系统中，过流、过压、过温等保护是必不可少的。本书将介绍各种保护电路的设计方法，以及如何选择合适的保护器件，以防止系统在异常情况下受到损坏。 第四部分：前沿技术与应用展望——拥抱未来的能源解决方案 电力电子技术的发展永无止境，本书还将带领读者一起探索当前的热门前沿技术，并展望未来的发展趋势。 宽禁带半导体器件： 以SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）为代表的宽禁带半导体器件，凭借其高击穿电压、高开关速度和低损耗等优越性能，正在深刻地改变着电力电子技术的格局。本书将详细介绍SiC和GaN器件的特性，以及它们在新能源汽车、高压直流输电、服务器电源等领域的应用前景。 电力电子在新能源领域的应用： 太阳能光伏发电、风力发电、储能系统等新能源技术的发展，都离不开电力电子技术的支持。本书将重点分析电力电子在这些领域的应用，如光伏逆变器的MPPT（最大功率点跟踪）技术，风力发电机的变流器控制，以及储能系统的充放电管理等。 电动汽车（EV）的电力电子系统： 电动汽车的驱动系统、车载充电器、DC/DC变换器等都高度依赖于电力电子技术。本书将深入剖析电动汽车的电力电子架构，以及当前面临的技术挑战和发展趋势。 智能电网与微电网： 随着分布式能源的接入和用电需求的增长，构建智能电网和微电网已成为必然趋势。本书将探讨电力电子技术在智能电网中的作用，如柔性交流输电系统（FACTS）、高压直流输电（HVDC）等，以及微电网的控制和运行策略。 本书力求通过理论讲解、电路分析、实例演示和前沿展望，为读者构建一个全面、深入、富有洞察力的电力电子技术知识体系。无论您是相关专业的学生，还是希望了解电力电子技术在实际应用中扮演的角色，亦或是从事相关领域的研究和开发工作，相信本书都能为您提供有价值的参考和启迪，共同探索能源转换的无限可能。