本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材《电力电子学——电力电子变换和控制技术》(第3版)的修订版本，与之相配套的MOOC课程“电力电子学”是首批国家级一流本科课程。

本书保留了第3版的体系结构与教学思想，以电路理论、电子学和控制理论的基本原理为起点，完整、系统地介绍电力电子变换和控制的基本知识和技术发展，论述电力电子变换电源和电力系统中电力电子补偿控制技术。本书对第3版的陈述逻辑、内容细节等进行了优化，重绘了全书配图，并根据电力电子技术近年来的发展情况增加了相关内容。

本书共分10章，第1章为电力电子变换和控制技术导论，第2～10章分别介绍功率半导体器件，直流—直流、直流—交流、交流—直流和交流—交流四类变换器，辅助元器件和系统，谐振开关型变换器，多级开关电路组合型电力电子变换电源的应用，开关型电力电子补偿器。

本书为新形态教材，全书一体化设计，运用了多种形式的媒体资源，丰富了知识的呈现形式。重点难点教学视频、习题解答、扩展阅读等均有对应的二维码，扫描即可实现在线同步学习。此外，读者亦可登录中国大学MOOC(爱课程)网站学习配套MOOC课程“电力电子学”(华中科技大学)。希望本书可以优化读者的阅读与学习体验，方便教师授课、学生自学。

本书适用于电气工程及其自动化专业、自动化专业及其他相关专业的本科生，可用作相关专业研究生的参考书，也可供从事电力电子变换和控制技术的工程技术人员使用。

前辅文
第1章 电力电子变换和控制技术导论
  1.1 电力电子学科的形成
  1.2 电力电子变换和控制的技术、经济意义
  1.3 开关型电力电子变换器的基本原理及控制方法
  1.4 开关型电力电子变换器的基本特性
  1.5 开关型电力电子变换器的应用领域
  小结
  复习题及思考题
第2章 功率半导体器件
  2.1 半导体简述
   2.1.1 本征半导体、P型半导体与N型半导体
   2.1.2 PN结
  2.2 电力半导体二极管
   2.2.1 二极管的基本特性
   2.2.2 电力半导体二极管的重要参数
   2.2.3 电力半导体二极管的主要应用
  2.3 电力双极晶体管
   2.3.1 晶体管的基本特性
   2.3.2 晶体管的静态伏-安特性
   2.3.3 电力双极晶体管使用参数和特性
  2.4 晶闸管及其派生器件
   2.4.1 晶闸管的工作原理
   2.4.2 晶闸管的伏-安特性
   2.4.3 晶闸管的主要特性参数
   2.4.4 晶闸管的派生器件
  2.5 电力MOS场效晶体管
   2.5.1 MOS管的工作原理
   2.5.2 MOS管的工作特性
  2.6 绝缘栅双极型晶体管
   2.6.1 工作原理
   2.6.2 IGBT的静态特性
   2.6.3 IGBT的擎住效应
  2.7 宽禁带半导体器件
   2.7.1 宽禁带半导体材料简介
   2.7.2 SiC器件
   2.7.3 GaN器件
   2.7.4 宽禁带半导体器件在实际应用中的挑战与机遇
  2.8 功率模块和功率集成电路
  小结
  复习题及思考题
第3章 直流—直流变换器
  3.1 直流—直流降压变换器（Buck变换器）
   3.1.1 基本概念介绍
   3.1.2 CCM的工作特性分析
   3.1.3 BCM的工作特性分析
   3.1.4 DCM的工作特性分析
   3.1.5 变压比M的特性分析
  3.2 直流—直流升压变换器（Boost变换器）
   3.2.1 电路结构和升压原理
   3.2.2 CCM的工作特性分析
   3.2.3 BCM的工作特性分析
   3.2.4 DCM的工作特性分析
   3.2.5 变压比M的特性分析
  3.3 直流降压-升压变换器（Buck-Boost变换器和Cuk变换器）
   3.3.1 Buck-Boost变换器
   3.3.2 带独立电感的Cuk变换器
   3.3.3 带耦合电感的Cuk变换器
  3.4 非隔离型直流—直流变换器的若干讨论
   3.4.1 典型非隔离型直流—直流变换器的比较
   3.4.2 半桥非隔离型（两象限）直流—直流变换器
   3.4.3 全桥非隔离型（四象限）直流—直流变换器
   3.4.4 多相、多重直流—直流变换器
  3.5 隔离型单端直流—直流变换器
   3.5.1 隔离型Buck变换器——单端正激变换器（forward converter）
   3.5.2 隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器（flyback converter）
  3.6 隔离型双端直流—直流变换器
   3.6.1 隔离型半桥直流—直流变换器
   3.6.2 隔离型全桥直流—直流变换器
  小结
  复习题及思考题
第4章 直流—交流变换器（逆变器）
  4.1 逆变器的类型和性能指标
   4.1.1 逆变器的类型
   4.1.2 逆变器输出波形性能指标
  4.2 电压型单相方波逆变器工作原理
   4.2.1 电压型单相半桥逆变器
   4.2.2 电压型单相全桥逆变器
  4.3 单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制
  4.4 正弦脉冲宽度调制技术
   4.4.1 SPWM基本原理
   4.4.2 双极性SPWM
   4.4.3 单极性SPWM
   4.4.4 其他SPWM
  4.5 三相逆变器工作原理
   4.5.1 电压型三相方波逆变器
   4.5.2 电压型三相SPWM逆变器
   4.5.3 谐波注入SPWM
   4.5.4 三相逆变器电压空间矢量调制
   4.5.5 电流型三相逆变器
  4.6 大功率逆变器
   4.6.1 变压器耦合型多重化逆变器
   4.6.2 多电平逆变器
   4.6.3 多电平逆变器的SPWM
  小结
  复习题及思考题
第5章 交流—直流变换器（整流器）
  5.1 整流器的类型、基本原理和性能指标
   5.1.1 不控整流电路
   5.1.2 相控整流电路
   5.1.3 整流器的性能指标
  5.2 负载性质和交流电路电感对整流特性的影响
   5.2.1 负载电感对整流特性的影响
   5.2.2 反电动势负载时的相控整流特性
   5.2.3 交流电源侧电感对整流特性的影响
  5.3 相控整流电路输出电压的谐波分析
   5.3.1 m脉波相控整流电路输出电压通用公式
   5.3.2 单相和三相桥式相控整流电路输出电压的谐波特性
   5.3.3 谐波改善实例：带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路
  5.4 相控有源逆变电路
   5.4.1 有源逆变原理
   5.4.2 有源逆变安全工作条件
   5.4.3 三相全桥相控整流和有源逆变的控制特性
  5.5 相控整流及有源逆变晶闸管触发控制
   5.5.1 相控整流及有源逆变的闭环控制系统
   5.5.2 相控整流及有源逆变晶闸管的触发方式
  5.6 高频PWM整流器（交流—直流双向高频PWM变换器）
   5.6.1 高频PWM整流器的电路结构
   5.6.2 高频PWM整流器的工作原理
   5.6.3 高频PWM整流器的控制系统
  小结
  复习题及思考题
第6章 交流—交流变换器
  6.1 晶闸管交流电压控制器的类型
  6.2 单相交流电压控制器
   6.2.1 电阻负载
   6.2.2 阻感性负载
   6.2.3 PWM交流电压控制器
  6.3 三相交流电压控制器
   6.3.1 三相星形联结交流电压控制器
   6.3.2 三相开口三角形交流电压控制器
  6.4 有变压器抽头的交流电压控制器
  6.5 晶闸管交流—交流相控直接变频器
   6.5.1 基本工作原理
   6.5.2 实用电路结构
   6.5.3 交流—交流相控直接变频器的优缺点
  6.6 矩阵式交流—交流相控直接变频器
  小结
  复习题及思考题
第7章 辅助元器件和系统
  7.1 触发、驱动器
   7.1.1 晶闸管的驱动电路
   7.1.2 P-MOSFET、IGBT的驱动器
  7.2 过电流保护和过电压保护
   7.2.1 过电流保护
   7.2.2 过电压保护
   7.2.3 开关管串联、并联应用时的均压、均流保护
  7.3 开关管的开通、关断过程与安全工作区
   7.3.1 线路电感Lσ=0时开关管的开通、关断过程
   7.3.2 线路电感Lσ≠ 0时开关管的开通、关断过程
   7.3.3 安全工作区
  7.4 缓冲器
   7.4.1 开关管的RCD与RC缓冲电路
   7.4.2 P-MOSFET、IGBT的限幅钳位缓冲器
  7.5 电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器
   7.5.1 电感（电抗器）
   7.5.2 方波变压器和脉冲变压器
  7.6 滤波器
   7.6.1 滤波器基本功能和类型
   7.6.2 LC滤波器特性分析
  7.7 散热系统
  7.8 控制系统和辅助电源
  小结
  复习题及思考题
第8章 谐振开关型变换器
  8.1 软开关变换器的分类
   8.1.1 硬开关的概念
   8.1.2 软开关的概念
   8.1.3 软开关技术的分类
  8.2 准谐振变换器（QRC）
   8.2.1 谐振开关
   8.2.2 零电流开关准谐振变换器（ZCS QRC）
   8.2.3 零电压开关准谐振变换器（ZVS QRC）
  8.3 零电流开关（ZCS）PWM变换器和零电压开关（ZVS）PWM变换器
   8.3.1 ZCS PWM变换器
   8.3.2 ZVS PWM变换器
  8.4 零电压转换PWM变换器
  8.5 移相控制零电压开关全桥变换器
   8.5.1 工作原理
   8.5.2 主要特性
  小结
  复习题及思考题
第9章 多级开关电路组合型电力电子变换电源的应用
  9.1 新能源发电系统
   9.1.1 变速恒频交流发电系统
   9.1.2 太阳能光伏发电系统
   9.1.3 新能源发电的控制技术
  9.2 高压直流输电系统
   9.2.1 采用晶闸管相控整流—有源逆变的直流输电系统
   9.2.2 采用全控型器件的柔性直流输电系统
  9.3 不间断电源系统
  9.4 带功率因数校正（APFC）的两级开关电源
   9.4.1 前级功率因数校正单元
   9.4.2 后级输出调节单元
  9.5 典型多级电力电子变换——无线电能传输系统
  小结
  复习题及思考题
第10章 开关型电力电子补偿器
  10.1 电力传输的基本运行特性
  10.2 并联型电力电子补偿器
   10.2.1 晶闸管投、切并联电容器TSC
   10.2.2 晶闸管相控并联电抗器TCR
   10.2.3 静止补偿器STATCOM
   10.2.4 并联型有源电力滤波器PAPF
  10.3 串联型电力电子补偿器
   10.3.1 晶闸管控制的串联电容补偿器TCSC
   10.3.2 可关断晶闸管控制的串联电容补偿器GCSC
   10.3.3 PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC
   10.3.4 串联型电力有源滤波器SAPF
  10.4 柔性电力系统综合电力电子补偿器
   10.4.1 统一潮流控制器UPFC
   10.4.2 统一电能质量控制器UPQC
  小结
  复习题及思考题
附录A 傅里叶级数
附录B 常系数线性二阶微分方程的通解
参考文献

“十一五”国家规划教材