緒　論 1

一、什么是電力電子技術(shù)　...........................　1

二、電力電子技術(shù)的發(fā)展　...........................　1

三、電力電子技術(shù)的主要功能　...................　2

四、電力電子技術(shù)的應(yīng)用　...........................　2

五、本書的教學(xué)建議　...................................　4

項(xiàng)目一　單相半波整流調(diào)光燈電路　5

任務(wù)一　晶閘管及其導(dǎo)通關(guān)斷條件測(cè)試　6

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...................................　6

二、相關(guān)知識(shí)　...............................................　6

（一）晶閘管結(jié)構(gòu)及導(dǎo)通關(guān)斷條件　....................　6

（二）晶閘管的陽(yáng)極伏安特性　....................　9

（三）晶閘管的主要參數(shù)　....................9

（四）晶閘管命名及型號(hào)含義　....................12

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　13

（一）晶閘管測(cè)試　....................　13

（二）晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷條件測(cè)試....................14

四、總結(jié)與提升　.........................................　16

（一）晶閘管好壞的判斷....................　16

（二）晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷原理....................17

（三）晶閘管的選擇　....................17

五、習(xí)題與思考　.........................................　18

任務(wù)二　單結(jié)晶體管及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

測(cè)試　19

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　19

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　19

（一）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)及測(cè)試方法....................　19

（二）單結(jié)晶體管伏安特性及主要參數(shù)　....................　22

（三）單結(jié)晶體管自激振蕩電路....................　24

（四）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路....................　25

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　26

（一）單結(jié)晶體管測(cè)試....................　26

（二）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路調(diào)試　....................27

四、總結(jié)與提升　.........................................　28

（一）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍　....................　28

（二）單結(jié)晶體管構(gòu)成的其他觸發(fā)電路　....................　29

（三）觸發(fā)電路元件的選擇....................　30

五、習(xí)題與思考　.........................................　31

任務(wù)三　單相半波可控整流電路調(diào)試　31

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　31

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　31

（一）單相半波可控整流電路結(jié)構(gòu)　....................　31

（二）單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載工作原理　....................　32

（三）單相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理　....................　35

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　38

（一）單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載調(diào)試　....................38

（二）單相半波可控整流電路電感性負(fù)載調(diào)試　....................　39

四、總結(jié)與提升　.........................................　41

（一）單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載相關(guān)參數(shù)計(jì)算....................　42

（二）單相半波可控整流電路電感性負(fù)載相關(guān)參數(shù)計(jì)算　....................　43

五、習(xí)題與思考　.........................................　45

2

電力電子技術(shù)（第4　版）（微課版）（附任務(wù)工單）

項(xiàng)目二　單相橋式全控整流調(diào)光燈

電路　46

任務(wù)一　鋸齒波同步觸發(fā)電路調(diào)試　46

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　46

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　47

（一）鋸齒波同步觸發(fā)電路的組成　....................　47

（二）鋸齒波同步觸發(fā)電路工作原理及波形分析　....................　48

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　49

四、總結(jié)與提升鋸齒波同步觸發(fā)

電路的其他環(huán)節(jié)　.................................　51

五、習(xí)題與思考　.........................................　53

任務(wù)二　TCA785 集成觸發(fā)電路調(diào)試　53

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　53

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　53

（一）TCA785　介紹 ....................　53

（二）TCA785　集成觸發(fā)電路....................57

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　58

四、總結(jié)與提升TCA785　構(gòu)成寬頻率

范圍的單相晶閘管觸發(fā)器　.................　60

五、習(xí)題與思考　.........................................　61

任務(wù)三　單相橋式全控整流電路調(diào)試　61

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　61

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　62

（一）單相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)　....................　62

（二）單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載工作原理　....................　62

（三）單相橋式全控整流電路電感性負(fù)載工作原理　....................　64

（四）單相橋式全控整流電感性負(fù)載接續(xù)

流二極管電路工作原理　....................　65

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　66

（一）單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載調(diào)試　....................　66

（二）單相橋式全控整流電路電阻電感性負(fù)載調(diào)試　....................68

四、總結(jié)與提升　.........................................　70

（一）單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載相關(guān)參數(shù)計(jì)算　....................　70

（二）單相橋式全控整流電路電阻電感性負(fù)載不接續(xù)流二極管相關(guān)參數(shù)計(jì)算　....................　71

（三）單相橋式全控整流電路電阻電感性

負(fù)載接續(xù)流二極管相關(guān)參數(shù)計(jì)算....................　71

五、習(xí)題與思考　.........................................　72

項(xiàng)目三　單相交流調(diào)壓調(diào)光燈電路　74

任務(wù)一　雙向晶閘管及其測(cè)試　74

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　74

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　75

（一）雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及測(cè)試方法　....................75

（二）雙向晶閘管的特性與主要參數(shù)　.....................76

（三）雙向晶閘管的觸發(fā)方式.....................　79

（四）雙向晶閘管命名及型號(hào)含義　.....................　79

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　80

四、總結(jié)與提升　.........................................　81

（一）普通晶閘管和雙向晶閘管的判別.....................　81

（二）雙向晶閘管的觸發(fā)原理.....................81

五、習(xí)題與思考　.........................................　82

任務(wù)二　單相交流調(diào)壓電路調(diào)試　82

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　82

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　83

（一）雙向晶閘管觸發(fā)電路　.....................　83

（二）單相交流調(diào)壓電路.....................　85

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　88

（一）雙向晶閘管實(shí)現(xiàn)的單相交流調(diào)壓電路調(diào)試　.....................　88

（二）普通晶閘管反并聯(lián)實(shí)現(xiàn)的單相交流調(diào)壓電路調(diào)試　.....................　89

四、總結(jié)與提升　.........................................　91

（一）電阻電感性負(fù)載時(shí)阻抗角的確定　.....................　91

（二）電阻電感性負(fù)載時(shí)參數(shù)計(jì)算.....................　91

五、習(xí)題與思考　.........................................　92

項(xiàng)目四　同步電機(jī)勵(lì)磁電源電路　93

任務(wù)一　三相集成觸發(fā)電路調(diào)試　94

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　.................................　94

二、相關(guān)知識(shí)　.............................................　94

（一）KC04　移相集成觸發(fā)器 .....................94

（二）KC41C　六路雙脈沖形成器 .....................　95

（三）由KC04、KC41C　組成的三相集成觸發(fā)電路 .....................　96

三、任務(wù)實(shí)施　.............................................　97

四、總結(jié)與提升　.......................................　100

（一）TC787　和TC788 集成觸發(fā)器簡(jiǎn)介 .....................100

（二）TC787/TC788　內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 .....................　101

五、習(xí)題與思考　.......................................　102

任務(wù)二　三相半波可控整流電路調(diào)試　102

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　102

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　103

（一）三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載

工作原理及參數(shù)計(jì)算　.....................　103

（二）三相半波可控整流電路大電感負(fù)載

工作原理及參數(shù)計(jì)算.....................　106

（三）三相半波可控整流電路大電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的工作原理及參數(shù)計(jì)算　.....................108

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　109

四、總結(jié)與提升　.......................................　111

（一）共陽(yáng)極的三相半波可控整流電路的工作原理　.....................　111

（二）三相半波可控整流電路常見故障分析　.....................112

五、習(xí)題與思考　.......................................　113

任務(wù)三　三相橋式全控整流電路調(diào)試　113

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　113

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　113

（一）三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載

的工作原理及參數(shù)計(jì)算　113

（二）三相橋式全控整流電路大電感負(fù)載

不接續(xù)流二極管時(shí)的工作原理及參

數(shù)計(jì)算　117

（三）三相橋式全控整流電路大電感負(fù)載

接續(xù)流二極管時(shí)的工作原理及參數(shù)

計(jì)算　118

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　119

四、總結(jié)與提升　.......................................　121

（一）觸發(fā)電路與主電路電壓的

同步　121

（二）三相橋式全控整流電路常見故障

分析　123

（三）整流電路的保護(hù)　124

五、習(xí)題與思考　.......................................　126

任務(wù)四　三相橋式全控有源逆變電路

調(diào)試　127

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　127

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　127

（一）有源逆變的工作原理　127

（二）逆變失敗與逆變角的限制　129

（三）三相橋式全控有源逆變電路　131

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　132

四、總結(jié)與提升　.......................................　133

（一）晶閘管直流電機(jī)可逆拖動(dòng)系統(tǒng)

概述　133

（二）邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆電路　134

（三）有環(huán)流反并聯(lián)可逆系統(tǒng)　135

五、習(xí)題與思考　.......................................　137

項(xiàng)目五　開關(guān)電源電路　138

任務(wù)一　GTR、Power MOSFET、IGBT、

GTO　及其測(cè)試　139

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　139

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　139

（一）GTR　139

（二）Power　MOSFET　146

4

電力電子技術(shù)（第4　版）（微課版）（附任務(wù)工單）

（三）IGBT　150

（四）GTO　154

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　158

四、習(xí)題與思考　.......................................　160

任務(wù)二　DC/DC 變換電路調(diào)試　160

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　160

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　161

（一）DC/DC　變換電路的工作

原理　161

（二）開關(guān)狀態(tài)控制電路　164

（三）其他電路　169

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　169

四、總結(jié)與提升軟開關(guān)技術(shù)　...........　171

五、習(xí)題與思考　.......................................　174

項(xiàng)目六　中頻感應(yīng)加熱電源電路　175

任務(wù)一　中頻感應(yīng)加熱電源　175

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　175

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　176

（一）感應(yīng)加熱的原理與發(fā)展歷史　176

（二）中頻感應(yīng)加熱電源的用途　177

（三）中頻感應(yīng)加熱電源的組成　178

三、習(xí)題與思考　.......................................　181

任務(wù)二　數(shù)字移相觸發(fā)電路　181

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　181

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　181

（一）數(shù)字移相觸發(fā)電路組成　181

（二）數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理　182

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　184

四、總結(jié)與提升基于單片機(jī)的晶閘管

觸發(fā)電路　...........................................　186

五、習(xí)題與思考　.......................................　189

任務(wù)三　中頻感應(yīng)加熱電源主電路

調(diào)試　189

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　189

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　189

（一）逆變的基本概念和換流方式　189

（二）單相并聯(lián)諧振逆變電路　191

（三）逆變觸發(fā)電路　192

（四）逆變主電路的啟動(dòng)與保護(hù)　195

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　198

四、總結(jié)與提升　.......................................　201

（一）單相串聯(lián)諧振逆變電路　201

（二）中頻感應(yīng)加熱電源常見故障的

診斷　202

五、習(xí)題與思考　.......................................　204

項(xiàng)目七　變頻器逆變電路　205

任務(wù)一　認(rèn)識(shí)變頻器　205

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　205

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　205

（一）變頻器的用途　205

（二）變頻器的基本結(jié)構(gòu)　206

（三）變頻器主電路結(jié)構(gòu)　207

三、習(xí)題與思考　.......................................　212

任務(wù)二　脈寬調(diào)制型逆變電路調(diào)試　213

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　213

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　213

（一）PWM　技術(shù)基本概念　213

（二）PWM　控制的基本原理　213

（三）單相橋式PWM　逆變電路的工作

原理　214

（四）三相橋式PWM　逆變電路的工作

原理　216

（五）PWM　逆變電路的調(diào)制控制

方式　218

三、任務(wù)實(shí)施　...........................................　220

（一）單相SPWM　逆變電路調(diào)試　220

（二）三相SPWM　電路調(diào)試　222

四、總結(jié)與提升SPWM　波形的

生成　...................................................　223

五、習(xí)題與思考　.......................................　224

5

目　錄

項(xiàng)目八　拓展項(xiàng)目*　225

任務(wù)一　認(rèn)識(shí)新型電力電子器件　225

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　225

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　226

（一）集成門極換流晶閘管　226

（二）MOS　門控晶閘管　228

（三）發(fā)射極關(guān)斷晶閘管　229

三、習(xí)題與思考　.......................................　231

任務(wù)二　光伏發(fā)電中的電力電子技術(shù)　231

一、任務(wù)描述與目標(biāo)　...............................　231

二、相關(guān)知識(shí)　...........................................　231

（一）光伏發(fā)電概述　231

（二）光伏發(fā)電中的電力電子技術(shù)　233

三、習(xí)題與思考　.......................................　237

參　考 文 獻(xiàn)　239