绪论 ……………………………………………………………………………………………… 1
项目 1 调光灯电路装调 …………………………………………………………………… 7
任务 1. 1 认识功率二极管和晶闸管……………………………………………………… 9
1. 1. 1 初识电力电子器件 …………………………………………………………… 9
1. 1. 2 功率二极管 ………………………………………………………………… 10
1. 1. 3 晶闸管 ……………………………………………………………………… 13
1. 1. 4 功率二极管和晶闸管的测试 ……………………………………………… 21
任务 1. 2 晶闸管触发电路的设计和调试 ……………………………………………… 24
1. 2. 1 对晶闸管触发电路的要求 ………………………………………………… 24
1. 2. 2 单结晶体管触发电路 ……………………………………………………… 26
1. 2. 3 锯齿波同步触发电路 ……………………………………………………… 31
1. 2. 4 触发电路设计与调试 ……………………………………………………… 36
任务 1. 3 单相可控整流的实现 ………………………………………………………… 41
1. 3. 1 单相半波可控整流电路 …………………………………………………… 41
1. 3. 2 单相全控桥式整流电路 …………………………………………………… 47
1. 3. 3 单相半控桥式整流电路 …………………………………………………… 54
1. 3. 4 单相全控桥式整流电路调试 ……………………………………………… 58
知识拓展 …………………………………………………………………………………… 61
思考与习题 ………………………………………………………………………………… 64
项目 2 同步电机励磁电源装置分析 …………………………………………………… 66
任务 2. 1 集成触发电路的调试 ………………………………………………………… 68
2. 1. 1 KC04 移相触发器 …………………………………………………………… 69
2. 1. 2 KC41C 六路双脉冲发生器 ………………………………………………… 71
2. 1. 3 TCA785 集成触发器 ………………………………………………………… 72
2. 1. 4 TCA785 集成触发器调试 …………………………………………………… 74
任务 2. 2 三相可控整流的实现 ………………………………………………………… 77
2. 2. 1 三相半波可控整流电路 …………………………………………………… 77
2. 2. 2 三相全控桥式整流电路 …………………………………………………… 85
2. 2. 3 变压器漏电抗对整流电路的影响分析 …………………………………… 91
2. 2. 4 三相半波可控整流电路调试 ……………………………………………… 93
2. 2. 5 三相全控桥式整流电路调试 ……………………………………………… 96
任务 2. 3 有源逆变的实现 ……………………………………………………………… 97
2. 3. 1 有源逆变 …………………………………………………………………… 98
2. 3. 2 逆变失败 …………………………………………………………………… 101
2. 3. 3 单相桥式有源逆变电路的调试 …………………………………………… 103
2. 3. 4 三相桥式有源逆变电路及逆变失败调试 ………………………………… 106
知识拓展 ………………………………………………………………………………… 109
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 112
项目 3 开关电源设计 …………………………………………………………………… 114
任务 3. 1 全控型器件的认知…………………………………………………………… 116
3. 1. 1 门极可关断晶闸管 GTO ………………………………………………… 116
3. 1. 2 大功率晶体管 GTR ……………………………………………………… 120
3. 1. 3 功率场效应晶体管 MOSFET ……………………………………………… 124
3. 1. 4 绝缘栅双极晶体管 IGBT ………………………………………………… 129
3. 1. 5 全控型器件的简易测试 …………………………………………………… 132
3. 1. 6 全控型器件输出特性测试 ………………………………………………… 134
任务 3. 2 全控型器件的驱动控制……………………………………………………… 137
3. 2. 1 GTO 驱动电路 ……………………………………………………………… 137
3. 2. 2 GTR 驱动电路 ……………………………………………………………… 138
3. 2. 3 PMOSFET 驱动电路 ……………………………………………………… 140
3. 2. 4 IGBT 驱动电路 …………………………………………………………… 142
3. 2. 5 GTR 驱动电路调试 ………………………………………………………… 144
任务 3. 3 直接直流变换的实现………………………………………………………… 148
3. 3. 1 直流电压变换电路工作原理 ……………………………………………… 149
3. 3. 2 基本直流电压变换电路 …………………………………………………… 150
3. 3. 3 基本直流电压变换电路调试 ……………………………………………… 153
任务 3. 4 隔离型直流变换的实现……………………………………………………… 156
3. 4. 1 正激电路 …………………………………………………………………… 157
3. 4. 2 反激电路 …………………………………………………………………… 159
3. 4. 3 半桥电路 …………………………………………………………………… 160
3. 4. 4 全桥电路 …………………………………………………………………… 162
3. 4. 5 推挽电路 …………………………………………………………………… 163
3. 4. 6 单端正激式开关电源调试 ………………………………………………… 165
知识拓展 ………………………………………………………………………………… 168
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 170
项目 4 软启动器维护 …………………………………………………………………… 172
任务 4. 1 认识双向晶闸管……………………………………………………………… 174
4. 1. 1 双向晶闸管 ………………………………………………………………… 175
4. 1. 2 双向晶闸管的测试 ………………………………………………………… 177
任务 4. 2 单相交流调压的实现………………………………………………………… 179
4. 2. 1 双向晶闸管触发电路 ……………………………………………………… 179
4. 2. 2 单相交流调压电路 ………………………………………………………… 180
4. 2. 3 单相交流调压电路调试 …………………………………………………… 185
任务 4. 3 三相交流调压的实现………………………………………………………… 186
4. 3. 1 三相交流调压电路 ………………………………………………………… 186
4. 3. 2 三相交流调压电路调试 …………………………………………………… 188
任务 4. 4 其他交流电力控制电路的认知……………………………………………… 191
4. 4. 1 交流过零调功电路 ………………………………………………………… 191
4. 4. 2 交流电力电子开关 ………………………………………………………… 193
4. 4. 3 单相交流调功电路设计调试 ……………………………………………… 195
知识拓展 ………………………………………………………………………………… 199
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 202
项目 5 车载逆变器研究 ………………………………………………………………… 204
任务 5. 1 初识单相逆变电路…………………………………………………………… 207
5. 1. 1 逆变电路概述 ……………………………………………………………… 207
5. 1. 2 两个开关的逆变电路 ……………………………………………………… 209
5. 1. 3 带中心抽头变压器逆变电路设计调试 …………………………………… 211
任务 5. 2 单相桥式逆变的实现………………………………………………………… 213
5. 2. 1 单相桥式电压型逆变电路 ………………………………………………… 213
5. 2. 2 单相桥式电流型逆变电路 ………………………………………………… 214
5. 2. 3 PWM 型单相桥式逆变电路 ……………………………………………… 217
5. 2. 4 SPWM 型单相桥式逆变电路调试 ………………………………………… 220
知识拓展 ………………………………………………………………………………… 223
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 227
项目 6 变频器运维 ……………………………………………………………………… 228
任务 6. 1 认识变频器…………………………………………………………………… 230
6. 1. 1 变频器的类型 ……………………………………………………………… 230
6. 1. 2 变频器外部标识和内部结构 ……………………………………………… 233
6. 1. 3 变频器的识别和测试 ……………………………………………………… 236
任务 6. 2 三相逆变的实现……………………………………………………………… 238
6. 2. 1 电压型三相桥式逆变电路 ………………………………………………… 239
6. 2. 2 电流型三相桥式逆变电路 ………………………………………………… 244
6. 2. 3 三相桥式 PWM 型逆变电路 ……………………………………………… 246
6. 2. 4 变频器控制电机正反转运行 ……………………………………………… 247
任务 6. 3 变频控制电机不同运行状态………………………………………………… 251
6. 3. 1 变频器驱动电路 …………………………………………………………… 251
6. 3. 2 变频器的制动 ……………………………………………………………… 255
6. 3. 3 变频器直流制动电动机 …………………………………………………… 258
知识拓展 ………………………………………………………………………………… 260
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 266
项目 7 拓展项目 ………………………………………………………………………… 267
任务 7. 1 认识光伏发电的电力电子技术……………………………………………… 268
任务 7. 2 认识电动汽车直流充电桩的电力电子技术………………………………… 271
任务 7. 3 认识宽禁带功率半导体器件………………………………………………… 273
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 275
项目 8 开放项目 ………………………………………………………………………… 276
任务 8. 1 晶闸管直流调速系统仿真研究……………………………………………… 276
任务 8. 2 单相 AC-DC 变换电路的仿真研究 ………………………………………… 284
任务 8. 3 光伏并网发电模拟装置仿真研究…………………………………………… 289
思考与习题 ……………………………………………………………………………… 291
参考文献 ……………………………………………………………………………………… 292

宋爽，副教授，高级“双师型”教师。1993年毕业于华北理工大学，本科，工学学士学位。现任职于河北工业职业技术大学，从事专业教学28年，电气自动化技术专业骨干教师。主讲“电力电子技术”“变频技术及应用”“模拟电子技术”等课程，多次获得学校教学质量优质奖。省级精品在线课程《变频技术及应用》课程负责人，获三等奖。主编教材2本，副主编教材2本，发表学术论文近20篇，主持参加省级以上科研课题多项并获奖，获专利4项。