本书作为电力电子方向的特色专业教材，为电力电子技术从理论学习到真正工程实践提供衔接。本书深入分析电力电子器件的内部构造，解读器件的典型参数，揭示硬开关机理，系统梳理软开关技术。全书共7章，可分为4部分：①电力电子器件基础，即第1～3章，主要介绍电力电子器件的内部结构和等效电路模型、模块封装、电气特性等；②电力电子器件参数及其测试，即第4章，介绍电力电子器件数据手册及其基本测试方法；③电力电子硬开关和软开关技术，即第5、6章，介绍常见缓冲电路和软开关技术；④软开关技术的应用，即第7章，着重介绍移相控制ZVS全桥变换器及LLC谐振变换器的软开关实现方法。 本书可作为高等学校电力电子方向专业综合设计与实践等相关课程的教学参考书，亦可作为电力电子领域工程技术人员的参考书。

高等院校教师

前言
第1章?电力电子器件基础 1
1.1　半导体材料基础 3
1.2　常规硅基电力电子器件 5
1.2.1?电力二极管 6
1.2.2?晶闸管及其衍生器件 12
1.2.3?电力场效应晶体管 18
1.2.4?绝缘栅双极型晶体管 24
1.2.5?其他硅基电力电子器件 31
1.3　宽禁带电力电子器件 35
1.3.1?碳化硅肖特基势垒二极管 36
1.3.2?碳化硅场效应晶体管 38
1.3.3?氮化镓电力电子器件 39
1.3.4?宽禁带电力电子器件的应用 40
1.3.5　宽禁带电力电子器件带来的技术
进步 41
习题 43
第 2章?电力电子器件模块封装 44
2.1　电力电子器件模块封装基础 44
2.1.1　键合型功率模块封装结构和
材料 44
2.1.2?键合型功率模块封装工艺 49
2.1.3?智能功率模块 51
2.1.4?平面型功率模块 51
2.1.5?压接型功率模块 52
2.2　碳化硅器件封装 53
2.3　氮化镓器件封装 54
习题 56
第3章?电力电子器件的电气特性 57
3.1　电力二极管的电气特性 57
3.1.1?电力二极管的主要参数 57
3.1.2?电力二极管的动态特性 58
3.2　IGBT的电气特性 59
3.2.1?IGBT的主要参数 59
3.2.2?IGBT的开通过程 60
3.2.3?IGBT的关断过程 65
3.2.4?IGBT的安全工作区 68
3.2.5?IGBT的米勒效应 69
3.2.6?IGBT的阻断特性 70
3.2.7?IGBT的雪崩击穿特性 71
习题 72
第4章　电力电子器件的参数及测试
基础 73
4.1　解读电力电子器件的数据手册 73
4.1.1?极限参数 73
4.1.2?推荐参数 76
4.1.3?特性曲线 81
4.1.4?封装信息 83
4.2　动态参数的测试 84
4.2.1?双脉冲测试方法 84
4.2.2?双脉冲测试的注意事项 87
4.2.3?双脉冲测试参数的设定 90
4.3　电力电子器件动态测试平台的构建 92
4.3.1?双脉冲测试平台 92
4.3.2?短路测试平台 97
习题 100
第5章　电力电子器件的硬开关及
缓冲电路 101
5.1　理想开关过程 101
5.2　电力电子器件的硬开关过程 102
5.2.1　硬开关过程 102
5.2.2　硬开关问题的解决 105
5.3　缓冲电路 106
5.3.1　RCD缓冲电路 106
5.3.2　RLD缓冲电路 111
5.3.3　无损关断缓冲电路 115
5.3.4　无损开通缓冲电路 118
习题 120
第6章?电力电子软开关技术 121
6.1　软开关技术 121
6.1.1　软开关的概念 121
6.1.2　软开关技术的分类 122
6.2　软开关技术的分析基础 123
6.2.1　状态轨迹法 123
6.2.2　基波分量近似法 128
6.3　准谐振变换器 130
6.3.1　准谐振开关单元 130
6.3.2　零电压开关准谐振电路 132
6.3.3　零电流开关准谐振电路 141
6.3.4　零电压开关多谐振电路 151
6.4　零开关PWM变换器 158
6.4.1　零开关PWM开关单元 159
6.4.2　零电压PWM变换器 162
6.4.3　零电流PWM变换器 168
6.5　零转换PWM变换器 175
6.5.1　零转换PWM开关单元 176
6.5.2　零电压转换PWM变换器 178
6.5.3　零电流转换PWM变换器 184
6.6　有源钳位电路及其实现 192
6.6.1　有源钳位ZVS PWM正激
变换器 192
6.6.2　有源钳位ZVS PWM反激
变换器 202
习题 211
第7章?电力电子软开关应用技术 212
7.1　移相控制ZVS全桥变换器 212
7.1.1　工作原理 212
7.1.2　软开关条件 218
7.2　全桥LLC谐振变换器 222
7.2.1　工作原理 222
7.2.2　基于基波分量近似法的简化
电路 228
7.2.3　输出输入电压传输比 230
习题 233
参考文献 234