電力電子技術(shù)

前言

　　本書是《電力電子技術(shù)》（賀益康、潘再平編著，科學(xué)出版社，2004年出版）一書的第二版，已列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。為適應(yīng)目前電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)需要，作者對本書第一版進(jìn)行了修訂。在第二版編寫中除繼續(xù)保持前一版的優(yōu)點(diǎn)外，一方面注意電力電子技術(shù)本身學(xué)科內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性和教學(xué)所需的循序漸進(jìn)性，另一方面也突出了電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)需要、與后續(xù)專業(yè)課程銜接的針對性以及內(nèi)容上的新穎性和先進(jìn)性；同時還根據(jù)多年教學(xué)實(shí)踐，在保持章節(jié)結(jié)構(gòu)大體不變的前提下，對前一版內(nèi)容的某些不足、文圖錯誤進(jìn)行了修正，并增加了一些新內(nèi)容，具體如下：　?。?）刪除與本科教學(xué)關(guān)系較少的一些器件技術(shù)性能的介紹，如UAA4002模塊；　?。?）增加4.4節(jié)“雙向DC-DC變換器”、4.6節(jié)“多相多重斬波電路”及5.4節(jié)“三相電壓源型逆變電路”；　?。?）在5.6.5節(jié)“PWM逆變電路輸出特性”的正弦脈寬調(diào)制方法的采樣法中，增加“（2）規(guī)則采樣法”；　　（4）在5.6.5節(jié)“PWM逆變電路輸出特性”中增加“開關(guān)死區(qū)對PWM變頻器輸出的影響”；　?。?）在5.6.5節(jié)“PWM逆變電路輸出特性”中增加“零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路”等?！　”緯髡邔υ诘谝话媸褂弥刑岢鲆庖姾徒ㄗh的讀者表示衷心的感謝！同時繼續(xù)懇切希望廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書是針對電氣工程及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)需要而編寫的教材，其內(nèi)容經(jīng)過精選，既保持了學(xué)科的完整性，又反映了該領(lǐng)域內(nèi)的最新技術(shù)成果，更注意適應(yīng)教學(xué)的需要。本書內(nèi)容包括功率半導(dǎo)體器件及其驅(qū)動與保護(hù)、可控整流與有源逆變、直流—直流變換(斬波)、直流—交流逆變電路、PWM逆變及整流、交流調(diào)壓與調(diào)功、交流—交流變換、諧振軟開關(guān)技術(shù)以及電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用等。本書配套有電子課件，可贈送給任課教師使用。　　本書可作為電氣工程及其自動化專業(yè)的教材，也可供從事電力電子技術(shù)、運(yùn)動控制(交流調(diào)速)技術(shù)、電力系統(tǒng)及其自動化等領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第二版前言 第一版前言 第一章 功率半導(dǎo)體器件   1.1 概述   1.2 大功率二極管   1.3 晶閘管   1.4 大功率晶體管   1.5 功率場效應(yīng)晶體管   1.6 絕緣柵雙極型晶體管   1.7 其他功率開關(guān)器件   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第二章 功率半導(dǎo)體器件的驅(qū)動與保護(hù)   2.1 晶閘管的驅(qū)動與保護(hù)   2.2 電流型全控型器件的驅(qū)動   2.3 電壓型全控型器件的驅(qū)動   2.4 全控型器件的保護(hù)   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第三章 交流—直流變換   3.1 單相可控整流電路   3.2 三相可控整流電路   3.3 有源逆變電路   3.4 電容濾波的不可控整流電路   3.5 整流電路的諧波及功率因數(shù)   3.6 大功率整流電路   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第四章 直流—直流變換   4.1 DC—DC變換的基本控制方式   4.2 基本DC-DC變換器   4.3 晶閘管斬波器   4.4 雙向DC-DC變換器   4.5 橋式可逆斬波器   4.6 多相多重斬波電路   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第五章 直流—交流變換   5.1 逆變電路概述   5.2 負(fù)載諧振式逆變電路   5.3 強(qiáng)迫換流式逆變電路   5.4 三相電壓源型逆變電路   5.5 逆變電路的多重化及多電平化   5.6 脈寬調(diào)制型逆變電路   5.7 PWM整流電路   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第六章 交流—交流變換   6.1 交流調(diào)壓電路   6.2 交—交變頻電路   6.3 矩陣式變換電路   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第七章 諧振軟開關(guān)技術(shù)   7.1 諧振軟開關(guān)的基本概念   7.2 典型諧振開關(guān)電路   本章小結(jié)   思考題與習(xí)題 第八章 電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用   8.1 晶閘管—直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)   8.2 晶閘管無換向器電機(jī)   8.3 異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)   8.4 變速恒頻發(fā)電技術(shù)   8.5 有源電力濾波器   8.6 不間斷電源   8.7 靜止無功補(bǔ)償   8.8 靜止無功發(fā)生器   8.9 高壓直流輸電   8.10 靈活交流輸電系統(tǒng)   本章小結(jié) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   目前應(yīng)用較多的IR2110是美國國際整流器公司（international rectifier company）于1990年前后開發(fā)并投放市場的P—MOSFET和IGBT專用驅(qū)動集成電路。與一般的集成電路相比，它具有許多獨(dú)特設(shè)計(jì)： 1）IR2110內(nèi)部應(yīng)用自舉技術(shù)來實(shí)現(xiàn)同一集成電路可同時輸出同一橋臂上高壓側(cè)與低壓側(cè)的兩個通道信號，它的內(nèi)部為自舉操作設(shè)計(jì)了懸浮電源，懸浮電壓保證了IR2110直接可用于母線電壓為—4～+500V的系統(tǒng)中來驅(qū)動P—MOSFET或IGBT。同時器件本身允許驅(qū)動信號的電壓上升率達(dá)±50V／ns，故保證了芯片自身有整形功能，實(shí)現(xiàn)了不論其輸入信號前后沿的陡度如何，都可保證加到被驅(qū)動P—MOSFET或IGBT柵極上的驅(qū)動信號前后沿很陡，因而可極大地減少被驅(qū)動功率器件的開關(guān)時間，降低開關(guān)損耗。 2）IR2110的功耗很小，故可極大地減小應(yīng)用它來驅(qū)動功率MOS器件時柵極驅(qū)動電路的電源容量。從而可減小柵極驅(qū)動電路的體積和尺寸，當(dāng)其工作電源電壓為15V時，其功耗僅為1.6mW。 3）IR2110的輸入級電源與輸出級電源可應(yīng)用不同的電壓值，因而保證了其輸入與CMOS或TTL電平兼容，而輸出具有較寬的驅(qū)動電壓范圍，它允許的工作電壓范圍為5～20V。同時，允許邏輯地與工作地之間有-5～+5V的電位差。 4）在IR2110內(nèi)部不但集成有獨(dú)立的邏輯電源與邏輯信號相連接來實(shí)現(xiàn)與用戶脈沖形成部分的匹配，而且還集成有滯后和下拉特性的施密特觸發(fā)器的輸入級，以及對每個周期都有上升或下降沿觸發(fā)的關(guān)斷邏輯和兩個通道上的延時及欠電壓封鎖單元，這就保證了當(dāng)驅(qū)動電路電壓不足時封鎖驅(qū)動信號，防止被驅(qū)動功率MOS器件退出飽和區(qū)、進(jìn)入放大區(qū)而損壞。 5）IR2110的輸出級采用推挽結(jié)構(gòu)來驅(qū)動P—MOSFET或IGBT，因而它可輸出最大為2A的驅(qū)動電流，且開關(guān)速度較快，當(dāng)所驅(qū)動的功率MOS器件的柵源極等效電容為1000pF時，該開關(guān)時間的典型值為25ns。這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)使得IR2110特別適合電路中以串聯(lián)方式連接的高壓N溝道P—MOSFET或IGBT的驅(qū)動。圖2—39所示的單相不對稱橋式主電路中，同一橋臂上的兩個主開關(guān)管就屬于這種連接方式，因而采用IR2110作為驅(qū)動芯片非常合適。這樣，不但可以大為簡化P_MOSFET驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)，而且可以實(shí)現(xiàn)對P—MOSFET最優(yōu)驅(qū)動以及快速完整的保護(hù)，從而極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性和減小硬件系統(tǒng)的體積。 圖2—39為IR2110的典型連接方式，引腳Hm及引腳Lin分別為驅(qū)動逆變橋中同橋臂上、下兩個P—MOSFET器件的驅(qū)動脈沖信號輸入端，該電路中兩路控制信號完全相同；Vdd和Vss分別是輸入端的電源引腳和參考地引腳，為了防干擾，其間接有去耦電容；SD為保護(hù)信號輸入端，當(dāng)該腳接高電平時，IR2110的輸出信號全被封鎖，其對應(yīng)輸出端恒為低電平；而當(dāng)該端接低電平時，則IR2110的輸出跟隨引腳Hin與Lin而變化。

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