编者根据多年从事电力电子技术教学与教研科研工作的经验，在学习研究国内外优秀教材及其他相关文献的基础上，结合工程教育专业认证、一流专业和一流课程建设的实际，坚持政治标准和学术标准并重，思想性和科学性有机结合，完成了这本电力电子技术新形态教材的编写工作。
本书是国家级一流本科课程“电力电子技术”的配套教材。本书内容分为四部分。第一部分是基础知识，即书中第1、2章，主要介绍电力电子技术的发展及各种电力电子器件。第二部分是PWM控制技术，即书中第3章。与传统的电力电子教材不同，本书将PWM控制技术作为变流电路的前置基础内容，放在变流电路的前面进行介绍，而在介绍四大变流电路时单独列一节内容，作为控制技术和硬件电路的结合内容介绍。PWM控制方法对电力电子技术的发展产生了深刻的影响，这也是将其单独列为一章放在前面的重要原因。第三部分是各种基本的电力电子变流电路，包括第4～7章，这部分内容是全书的核心主体。第四部分电力电子技术的深入和提高，包括第8、9章。第8章介绍电力电子技术的软开关技术，第9章是电力电子电路设计典型案例分析。
本书可作为高等学校电气类、自动化类、机器人和机电一体化等专业的专业课教材，也可供从事电力电子技术分析与设计及相关研究的工程技术人员参考。
随着时代的发展，高等教育人才培养迎来一场“质量革命”，既是机遇也是挑战。突出学生中心，注重能力培养，成果导向，提升课程的两性一度，成为定义未来工程教育、承载历史命运、培养人才的必然要求。教材既是实现课程高阶性、创新性和挑战度（两性一度）的基础，又是培养学生爱国情怀、树立职业道德和敬业创新精神的载体。“不忘初心、牢记使命”，把“科技强国、守正创新”等精神融入在本书中。
本书是建立在国家级一流本科课程“电力电子技术”的基础上，结合“二十大”精神和工程教育专业认证，建设一流专业、一流课程的实际，坚持政治标准和学术标准并重，思想性和科学性有机结合的信息技术与教育教学深度融合的指导性教材。
电力电子技术是应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，其理论性、实践性和应用性都很强。电力电子技术包括电力电子变流技术和电力电子器件制造技术，涉及电子学、电力学以及控制技术，广泛应用于电源、电力系统、可再生能源发电系统、微电网、交通运输、节能和军工等领域。与其相关的课程一直是电气类、自动化类、机器人和机电一体化等专业的核心课程。
本书分四个部分介绍电力电子技术。
第一部分是基础知识，主要介绍电力二极管、晶闸管、IGBT和电力MOSFET等各种电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数和应用特性。第二部分是PWM控制技术。与传统的电力电子教材不同，本书将PWM控制技术作为变流电路的前置基础内容，放在变流电路的前面进行介绍，而在介绍四大变流电路时单独列一节内容，作为控制技术和硬件电路的结合内容介绍。由于采用了PWM技术这一控制方法，电力电子电路的性能有了很大的改善，一些以前难以实现的控制策略借助这一技术而得以实现。第三部分是各种基本的电力电子变流电路，这部分内容是全书的核心主体。第四部分电力电子技术的深入和提高，包括电力电子技术的软开关技术和电力电子电路设计典型案例分析。
本书的特色有：
（1）内容脉络清晰 如果把电力电子技术内容比作一棵树，那么本书以电力电子器件及其应用和PWM控制技术为树根，以四大变流技术为树的主干，以不同的应用领域为树的分支，软开关技术和典型案例分析是课程内容的深入，使看似繁多的电力电子技术内容形成了一个脉络清晰的知识体系，即构成了知识树和知识图谱。
（2）形态和内容创新 本书基于混合式国家高等教育智慧教学平台、山东省高等学校联盟在线课程平台和国家级一流课程开展立体化教材建设，是信息技术与教育教学深度融合、多种介质综合运用和表现力丰富的新形态教材，能反映学科新知识、新技术和新成果。
（3）体现实践内容 本书引入实际电力电子变流电路的设计，结合学科新知识、新技术、内容创新的新成果，使具体案例体现在教材中。
为了便于读者学习，除第1章绪论外，各章的前面有学习指导，后面有小结，对全章的要点和重点进行提示和总结，有助于读者从总体上把握全章内容，相信对读者理解各章的内容大有裨益。
本书在编写时力求体现思政性、科学性、先进性、系统性和实用性，并且遵循循序渐进、适宜教学的原则。
全书由周晓燕、张民、丁新平、刘宿城、国珍、季鸿雁和侯睿编写。其中周晓燕编写第3、4章；张民编写第1、5章部分内容；丁新平编写第1章部分内容，以及第2、3、4、6章习题；刘宿城编写第5章部分内容，以及第5、7、8、9章习题；国珍编写第6章；季鸿雁编写第2、7章；侯睿编写第8、9章。本书由周晓燕和张民教授主编并负责全书的统稿和审稿工作。
建议本书的课内教学学时为40～56学时（含实验），对于课程设置学时较少的院校，课堂教学内容可适当删减。
由于编者能力和水平有限，不当之处在所难免，恳请读者多加指正，以便不断改进。
编者电子邮箱如下：
周晓燕：zhouxiaoyan@qut.edu.cn。
张民：zhangmin@ qut.edu.cn。
编 者
前言
二维码索引
第1章 绪论 1
学习指导 1
1.1 电力电子技术概述 1
1.2 电力电子技术的发展史 7
1.3 电力电子技术的应用 9
1.4 本书主要内容及特点 15
第2章 电力电子器件及应用 17
学习指导 17
2.1 电力电子器件概述 17
2.1.1 应用电力电子器件的系统组成 17
2.1.2 电力电子器件的特点 18
2.1.3 电力电子器件的分类 18
2.2 电力电子器件基础—PN结原理 18
2.3 不可控器件—电力二极管 19
2.3.1 电力二极管的基本结构和工作原理 20
2.3.2 电力二极管的基本特性 21
2.3.3 电力二极管的主要参数 22
2.3.4 电力二极管的类型 23
2.4 半控型器件—晶闸管 23
2.4.1 晶闸管的基本结构和工作原理 23
2.4.2 晶闸管的基本特性 24
2.4.3 晶闸管的主要参数 26
2.4.4 晶闸管的类型 27
2.5 全控型器件 28
2.5.1 电力晶体管 28
2.5.2 门极关断晶闸管 30
2.5.3 电力MOSFET 32
2.5.4 绝缘栅双极型晶体管 34
2.6 其他新型电力电子器件与集成电力电子模块 37
2.6.1 静电感应晶体管 37
2.6.2 集成门极换流晶闸管 37
2.6.3 集成电力电子模块 37
2.7 电力电子器件的驱动问题 38
2.7.1 晶闸管的触发电路 38
2.7.2 GTO的驱动电路 39
2.7.3 GTR的驱动电路 39
2.7.4 电力MOSFET的驱动电路 40
2.7.5 IGBT的驱动电路 41
2.8 电力电子器件的保护问题 41
2.8.1 过电压保护 41
2.8.2 过电流保护 42
2.8.3 缓冲电路 43
2.9 电力电子器件的串联和并联 44
本章小结 45
习题和思考题 45
第3章 PWM控制技术 47
学习指导 47
3.1 PWM基本原理 47
3.1.1 理论基础 47
3.1.2 SPWM波形 48
3.2 PWM波形的生成 49
3.2.1 计算法—特定谐波消除法 49
3.2.2 调制法 51
3.3 调制法实现PWM波形 53
3.3.1 硬件调制法 53
3.3.2 软件生成法 54
3.3.3 跟踪控制法 56
3.4 SPWM谐波问题 59
3.4.1 SPWM谐波分析 59
3.4.2 提高直流电压利用率 60
本章小结 64
习题和思考题 64
第4章 逆变电路 66
学习指导 66
4.1 逆变电路的基本概念 67
4.1.1 逆变电路的基本原理 67
4.1.2 换流的概念 67
4.1.3 谐波和无功问题 69
4.2 电压型方波逆变电路 73
4.2.1 单相电压型方波逆变电路 73
4.2.2 三相电压型方波逆变电路 76
4.3 电压型SPWM逆变电路 79
4.3.1 单相电压型SPWM逆变电路 79
4.3.2 三相电压型SPWM逆变电路 82
4.3.3 空间矢量PWM控制 84
4.4 电流型逆变电路 86
4.4.1 单相电流型逆变电路 86
4.4.2 三相电流型逆变电路 89
*4.5 阶梯波逆变电路 92
4.5.1 多重逆变电路 92
4.5.2 多电平逆变电路 95
本章小结 97
习题和思考题 97
第5章 整流电路 99
学习指导 99
5.1 概述 99
5.2 不可控整流电路 100
5.2.1 单相不可控整流电路 100
5.2.2 三相不可控整流电路 104
5.2.3 不可控整流滤波电路 106
5.3 相控整流电路 109
5.3.1 单相相控整流电路 110
5.3.2?三相半波相控整流电路 117
5.3.3?三相桥式相控整流电路 122
5.3.4?变压器漏感对整流电路的影响 130
5.4 整流电路的谐波和功率因数 135
5.4.1 整流电路交流侧谐波和功率因数分析 135
5.4.2 整流电路直流输出侧谐波分析 137
5.5?整流电路的有源逆变工作状态 140
5.5.1 整流电路的有源逆变原理及实现条件 140
5.5.2 逆变失败和最小逆变延迟角 143
5.6 PWM整流电路 145
5.6.1 传统整流电路存在的问题 145
5.6.2 单相APFC整流电路 146
5.6.3 PWM整流电路的工作原理 149
5.6.4 PWM整流电路的控制方法 152
本章小结 154
习题和思考题 154
第6章 DC-DC变流电路 158
学习指导 158
6.1 基本DC-DC变流电路 158
6.1.1?Buck型DC-DC变换器 159
6.1.2?Boost型DC-DC变换器 163
6.1.3 Boost-Buck型DC-DC变换器 167
6.1.4 Buck-Boost型DC-DC变换器 170
6.2 复合型DC-DC变流电路 171
6.2.1 电流可逆的二象限DC-DC变换器 172
6.2.2 桥式可逆的四象限DC-DC变换器 173
6.2.3 多相多重DC-DC变换器 174
6.3?带隔离的DC-DC变流电路 175
6.3.1 正激变换器 175
6.3.2 反激变换器 178
6.3.3 推挽式变换器 180
6.3.4 全桥变换器 182
6.3.5 半桥变换器 184
本章小结 186
习题和思考题 186
第7章 AC-AC变流电路 188
学习指导 188
7.1?交流调压电路 188
7.1.1 单相交流调压电路 188
7.1.2 三相交流调压电路 191
7.2 其他交流电力控制电路 193
7.2.1 交流调功电路 193
7.2.2 交流电力电子开关 194
7.3?交-交变频电路 196
7.3.1 单相交-交变频电路 196
7.3.2 三相交-交变频电路 199
*7.3.3?矩阵式交-交变频电路 202
本章小结 204
习题和思考题 204
第8章 软开关技术 205
学习指导 205
8.1 软开关的基本概念 206
8.2 软开关电路的分类 209
8.3 典型的软开关电路 214
8.3.1 零电压开关准谐振电路 214
8.3.2 谐振直流
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