现代电力电子技术

本书初版的名称是《电力电子技术基础》(机械工业出版社，1990，以下简称《基础》)，作为当时电力电子技术专业研究生教材，并具有以下特点:(1)着重全控型电路 20世纪80年代GTR等全控型器件刚在国内应用并显示出巨大的优越性，而当时本科生教材仍以SCR电路为主，本着既能衔接，又有分工的原则，本书只分析由GTR等器件组成的全控型电路，其中包括全控型整流电路。众所周知，相控式SCR整流电路技术成熟，可靠而价廉，但对电网的污染严重，面对谐波抑制和无功补偿的巨大压力却少有良策。(2)突出PWM控制方式尽管PWM控制对电路有诸多好处，但在SCR电路中却未能普遍使用，原因一是为了省却换流电路，SCR电路必须尽量利用电源或负载换流，故只能采用相控和频控方式;另是SCR开关速度太低，限制了PWM载波频率的提高，因而即便在必须设置换流电路的SCR电路中，PWM控制的优势也无从发挥;与此相反，全控型电路既无需换流电路，又有较高的开关频率，因而PWM控制能明显提升电路的性能并取代相控和简单频控而成为一种普遍技术。据此，本书分章讨论各种PWM控制的变换电路，其中也包括PWM整流电路，它能实现网侧电流正弦化，不仅消除谐波，还可灵活调节无功。

与本书有关的另一本研究生教材是《现代电力电子电路》(浙江大学出版社，2002，以下简称《电路》)。由于学科的迅速发展，在12年间已产生多方面的变

化，其中最重要的有:(1)IGBT的起和 GTR 的淡出 由于集中了 GTR和 Power MOSFET的优点，IGBT以其优越的性能在短短几年间便完全取代了GTR的应用领域，并将电力电子技术带进了超音频时代，IGBT的崛起充分证明新器件的出现将会给学科的发展带来更为深远的影响。

(2)高频化与软开关技术的发展 由于高频化给电力电子技术带来多方面的好处，因此高频化是现代电力电子技术的特点之一，而软开关技术则是高频化进程的产物，也是本学科的又一发展前沿。

为了反映上述特点和前沿，《电路》除保持《基础》原有的特点之外，还着重增加以下内容:

1)开关环境对IGBT和MCT等新型器件性能的影响。2)分章讨论控制型、缓冲型和谐振型等三类软PWM开关电路，较为系统地介绍这一学科前沿。

本书仍保持《电路》的格局特点，为反映学科的最新发展，内容作如下增

删:

(1)删去MCT代以IGCT 鉴于MCT 已宣告停产IGCT已成为GTO的有力竞争者，故删去MCT代以IGCT。

(2)增加PWM多电平电路 PWM多电平电路是近年来的研究热点，其思路是不依靠提高开关频率来抑制谐波，而是通过多重化和中点钳位减低谐波含量和EMI强度，这对大功率应用是十分可贵的，因而近年来发展很快。(3)增加基于DSP的SVPWM控制为了提高水平，PWM控制自身也在不断发展，其中基于DSP的SVPWM控制最受关注并已扩展应用到非调速领域。(4)增加低压PWM整流电路(含倍流整流电路和同步整流电路)。

(5)因全书篇幅所限，大幅度压缩PWM软开关电路，仅保留其主要内容。本书共分7章并可归纳为以下三个单元:

(1)器件单元 即本书第1章，选材着重于常用器件如功率二极管、PowerMOSFET、IGBT和IGCT，主要阐述电路运行条件(含开关环境)对上述器件性能的影响，目的在于帮助读者能正确选择和使用这些器件。

(2)PWM硬开关电路单元 本单元包含第2~5章，分别介绍硬开关条件下各种 PWM变换电路的工作原理，它们是PWM DC/DC电路、PWM DCAC电路、PWM AC/AC电路和PWMAC/DC电路。作为本学科发展前沿之一，在PWM整流电路中阐述当前各种网侧功率因数的校正技术(PFC)。

(3)PWM软开关电路和PWM多电平电路单元本单元包含第6章PWM软开关电路和第7章PWM多电平电路，它们是本学科十几年来活跃的发展前沿。尽管这些电路还存在这样那样的问题，还需要不断改进和完善，但它们代表现代电力电子技术的发展前沿而受到国内外同行的关注，相信在以后会得到更好地提高和发展。

在本书编写过程中，参考了国内外有关单位和学者的著作和文章，在此谨表衷心感谢;对浙江大学电气学院各位同仁的关怀和支持也深表感激之情。

本书可作为电力电子与电力传动专业研究生教学用书，也可作为从事本专业科技工作人员的参考书。

由于电力电子技术发展十分迅速，而作者水平有限，更兼仓促成书，其中疏误之处，敬请读者指正。