第一章绪论

介绍什么是电力电子技术？电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。  具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件 对电能进行变换和控制的技术。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。变流技术则是电力电子技术的核心。
介绍电力电子技术的发展史。
介绍电力电子技术的应用。

●1.1什么是电力电子技术及其发展应用一

介绍电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电力电子技术中所变换的“电力” 有区别于“电力系统”所指的“电力” ，后者特指电力网的“电力” ，前者则更一般些。电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。 具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。变流技术则是电力电子技术的核心。
简介电力电子技术的发展史和应用。

●1.2电力电子技术发展应用二

介绍电力电子技术的发展史。
介绍电力电子技术在一般工业、交通运输、电力系统、电子装置用电源、家用电器等方面的应用。

第二章电力电子器件

介绍电力电子器件的概念、特点和分类等问题 。
分别介绍各种常用电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意的一些问题。

●2.1电力电子器件概述

介绍电力电子器件的特点和分类等问题。
器件所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是电力电子器件最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。为了减小本身的损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。电力电子器件由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件。  
介绍按照能够被控制电路信号所控制的程度分为半控型器件、全控型器件和不可控器件；按照驱动信号的性质分电流驱动型和电压驱动型；按照驱动信号的波形（电力二极管除外 ）分为脉冲触发型和电平控制型；按照载流子参与导电的情况分为单极型器件、双极型器件和复合型器件 。 

●2.2不可控器件-电力二极管

介绍电力二极管的工作原理和基本特性。
介绍电力二极管的单向导电性，但要注意二极管的反向击穿。
在实际应用中，要注意PN结的结电容影响PN结的工作频率，特别是在高速开关的状态下，可能使其单向导电性变差，甚至不能工作。

●2.3半控型器件-晶闸管

介绍半控型器件晶闸管的结构与工作原理。
由于晶闸管能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。

●2.4典型全控型器件

介绍全控型器件的结构，工作原理，基本特性，主要参数和主要类型。
具体介绍全控型器件的典型代表门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR。
介绍各种全控型器件的特点。

●2.5典型全控型器件P-MOSFET

介绍全控型器件的典型代表电力场效应晶体管。
介绍电力场效应晶体管器件的结构，工作原理，基本特性，主要参数和主要类型。
介绍电力场效应晶体管器件的特点。

●2.6典型全控型器件IGBT

介绍全控型器件的典型代表绝缘栅双极晶体管IGBT。
介绍绝缘栅双极晶体管器件的结构，工作原理，基本特性，主要参数和主要类型。
介绍绝缘栅双极晶体管器件IGBT的特点。

●2.7新型电力电子器件和功率集成电路

介绍其他新型电力电子器件的结构和特点。
新型电力电子器件有MOS控制晶闸管MCT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、集成门极换流晶闸管IGCT和基于宽禁带半导体材料的电力电子器件。

第三章整流电路

整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。 
介绍整流电路的分类：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。按电路结构可分为桥式电路和零式电路。按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
介绍各种整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。

●3.1单相半波可控整流电路

介绍电阻负载单相半波可控整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。
介绍电阻负载单相半波可控整流电路的触发角、导通角和移相范围。

●3.2单相桥式可控整流电路

介绍单相桥式可控整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。
介绍单相桥式可控整流电路的触发角、导通角和移相范围。

●3.3三相半波可控整流电路

介绍三相半波可控整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。
介绍三相半波可控整流电路的触发角、导通角和移相范围。

●3.4三相桥式可控整流电路

介绍三相桥式可控整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。
介绍三相桥式可控整流电路的触发角、导通角和移相范围。
介绍三相桥式可控整流电路对触发脉冲的要求 ：6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60；共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120；同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180 。整流输出电压ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

●3.5变压器漏感1

介绍变压器漏感对整流电路的影响。由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。
介绍用于变压器漏感的存在，使输出电压出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通，有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt；换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路；换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

●3.6变压器漏感2

变压器漏感的存在，产生换相重叠角，使得整流输出电压平均值降低。

●3.7二极管整流

介绍不可控整流电路-二极管整流电路。
介绍电容滤波的单相、三相不可控整流电路的组成、工作原理、波形分析、基本数量关系、特点和应用。

●3.8整流电路谐波和功率因数

介绍整流电路的谐波和功率因数。
介绍无功功率的的危害：导致设备容量增加；使设备和线路的损耗增加；使线路压降增大，冲击性负载使电压剧烈波动。
介绍谐波的危害：降低发电、输电及用电设备的效率；影响用电设备的正常工作；引起电网局部的谐振，使谐波放大，加剧危害；导致继电保护和自动装置的误动作；对通信系统造成干扰。 
介绍可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析并得出结论。
   

●3.9整流电路双反星形

介绍大功率可控整流电路有带平衡电抗器的双反星形可控整流电路和多重化整流电路。
带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：适用于低电压、大电流的场合。
多重化整流电路的特点：在采用相同器件时可达到更大的功率；可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数，从而减小对供电电网的干扰。

●3.10整流电路的有源逆变

介绍整流电路的有源逆变工作状态。
介绍逆变的概念，有源逆变和无源逆变的概念。
重点介绍产生逆变的条件：要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压；要求晶闸管的控制角大于90⁰，使Ud为负值。两者必须同时具备才能实现有源逆变。
介绍逆变失败与最小逆变角的限制。

第四章逆变电路

介绍逆变及其分类，逆变与变频。
介绍四种换流方式。
介绍单相桥式电压型逆变电路的组成及工作原理和应用。
介绍三相电压型逆变电路的组成及工作原理和应用。
介绍电流型逆变电路的组成及工作原理和应用。

●4.1逆变电路概述

介绍逆变及其分类，逆变与变频。
变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。
介绍逆变电路的主要应用：各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。
介绍交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。

●4.2换流方式

介绍4种换流方式。
换流是电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。它是研究换流方式主要是研究如何使器件关断。
换流方式分为以下几种：器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流。

●4.3单相电压型逆变电路

介绍单相电压型逆变电路的组成、工作原理、特点和应用。
重点介绍单相电压型逆变电路的工作过程和移相调压方式 。

●4.4三相电压型逆变电路

介绍三相电压型逆变电路的组成、工作原理、特点和应用。
重点介绍三相电压型逆变电路的工作过程、180°导电方式、纵向换流、避免直通和它的基本的数量关系等。

●4.5电流型逆变电路

介绍单相、三相电流型逆变电路的组成、工作原理、特点和应用。
介绍直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。电流型逆变电路主要特点是：直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源；交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同‘直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。
介绍电流源的逆变电路的基本的数量关系等。

第五章直流-直流变流电路

介绍直流-直流变流电路（DC/DC Converter），包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。 
重点介绍降压斩波电路、升压斩波电路、复合斩波电路、带隔离的直流直流变流电路的电路结构、工作原理、基本数量关系和应用。
介绍占空比及其调节方法。

●5.1直流-直流变流电路概述之一

介绍直流-直流变流电路的分类。
直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路也称斩波电路（DC Chopper），包括降压斩波电路、升压斩波电路等。间接直流变流电路在直流变流电路中增加了交流环节，包括正激、反激电路等。

●5.2直流-直流变流电路概述之二

直流-直流变流电路概述之二

●5.3DC-DC变换器的基本结构

DC-DC变换器的基本结构

●5.4电感的伏秒平衡法则1

介绍升压斩波电路和降压斩波电路中常用的且是重要的电感的伏秒平衡法则和电容的安秒平衡法则。

●5.5电感的伏秒平衡法则2

继续介绍升压斩波电路和降压斩波电路中常用的且是重要的电感的伏秒平衡法则和电容的安秒平衡法则。

●5.6降压斩波电路

介绍降压斩波电路的电路结构、电路分析、工作原理、基本的数量关系、占空比等。介绍斩波电路的三种控制方式，其中PWM是重点。
介绍利用伏秒平衡和安秒平衡法则分析降压斩波电路。
介绍降压斩波电路应用实例。

●5.7升压斩波电路

介绍升压斩波电路的电路结构、电路分析、工作原理、基本的数量关系、占空比等。
介绍利用伏秒平衡和安秒平衡法则分析升压斩波电路。
介绍升压斩波电路应用实例。

●5.8带隔离的直流-直流变流电路

介绍带隔离的直流直流变流电路。
带隔离的直流直流变流电路又称间接直流变流电路，是在直流变流电路中增加了交流环节。在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直—交—直电路。

●5.9正反激电路推演

介绍间接直流变流电路分为单端(Single End)和双端(Double End)电路两大类。   
介绍正激、反激电路推演。

●5.10正反激电路应用

介绍在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流，正激电路和反激电路属于单端电路，半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。 
介绍正反激电路应用。

●5.11DC-DC变换电路结构推演

DC-DC变换电路结构推演

第六章交流-交流变流电路

介绍交流-交流变流电路。
交流-交流变流电路是把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。交流-交流变换电路可以分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中间直流环节）两种。

●6.1交流调压电路1

介绍交流调压电路。
交流调压电路是在每半个周波内通过对器件开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。

●6.2交流调压电路2

介绍交流调功电路、交流电力电子开关和交-交变频电路。
交流调功电路是以交流电的周期为单位控制器件的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。
交流电力电子开关指的是串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
交交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路，因为没有中间直流环节，因此属于直接变频电路。

●6.3其它交流电力控制电路和交-交变频

介绍其它交流电力控制电路和交-交变频电路。

●6.4矩阵式变频电路

介绍矩阵式变频电路的拓扑结构、控制方式、工作原理。
介绍矩阵式变频电路的三相输入相电压、线电压的构成，介绍基本的输入输出电压、电流关系和调制矩阵。介绍变频电路希望的输出电压和输入电流的矩阵方程。
介绍矩阵式变频电路的优缺点和发展方向。

第七章PWM控制电路

介绍PWM控制的基本原理、PWM逆变电路及计算法、调制法、PWM逆变电路谐波分析、提高直流电压利用率和减少开关次数及空间矢量SVPWM控制和PWM的跟踪控制技术。

●7.1PWM控制的基本原理

介绍PWM控制的基本原理。
面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础。其原理内容是冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
介绍基于面积等效原理，用PWM波代替正弦半波。
介绍PWM逆变电路及其单极式和双极式控制方法。介绍计算法。

●7.2异步调制和同步调制规则采样

介绍调制法。调制法除了异步调制和同步调制外，还有规则采样法。
载波频率fc与调制信号频率fr之比N= fc/fr称为载波比，根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为异步调制和同步调制两种。
介绍分段同步调制的思想。

●7.3PWM逆变电路的谐波分析及空间矢量控制

介绍PWM逆变电路谐波分析、提高直流电压利用率和减少开关次数及空间矢量SVPWM控制。
由于采样时刻的误差以及为避免同一相上下桥臂直通而设置的死区的影响，谐波的分布情况将更为复杂，谐波含量比理想条件下要多一些，甚至还会出现少量的低次谐波。SPWM波形中所含的谐波主要是角频率为ωc、2ωc及其附近的谐波，一般情况下是很容易滤除的。
介绍采用梯形波作为调制信号提高直流电压利用率。
介绍 空间矢量SVPWM控制技术广泛运用于变频器中，驱动交流电机时，使电机的磁链成为圆形的旋转磁场，从而使电机产生恒定的电磁转矩。

●7.4PWM跟踪控制技术

介绍PWM跟踪控制技术。
跟踪控制方法就把希望输出的电流或电压波形作为指令信号，把实际电流或电压波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化，以滞环比较方式中电流跟踪控制应用最多。

●7.5DC-AC变换电路

DC-AC变换电路

第八章电力电子器件应用的共性问题

介绍电力电子器件应用的共性问题。共性问题有电力电子器件的驱动、电力电子器件的保护和电力电子器件的串并联使用问题。

●8.1电力电子器件的驱动

介绍电力电子器件应用的各种驱动电路。
驱动电路的基本任务是按控制目标的要求给器件施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。

●8.2电力电子器件的保护

介绍电力电子器件应用的各种保护电路。
先介绍过电压的产生及过电压保护，再介绍缓冲电路。缓冲电路（Snubber Circuit）又称为吸收电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。
缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。

●8.3电力电子器件的使用

介绍电力电子器件的串联使用和并联使用。
介绍晶闸管的串联及其均压问题，介绍晶闸管的并联及其均流问题。
电力MOSFET的并联和IGBT的并联。电力MOSFET 的Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡能力，容易并联。IGBT在1/2或1/3额定电流以下的区段，通态压降具有负温度系数；在以上的区段则具有正温度系数；也具有一定的电流自动均衡能力，易于并联使用。