第一章
电力电子装置及系统的概念
电力电子控制系统
---电力电子装置和负载组成的闭环系统。在设计电路参数时，必须考虑负载因素(功率、特性等)。
定义：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置 电力电子装置的主要类型： AC/DC 变换器（整流器）
DC/DC 变换器（采用PWM 控制的变换器也叫直流斩波器）
AC/AC 变换器（输入输出频率相同叫做交流调压器，频率变化叫变频器） DC/AC 变换器（逆变器）
静态开关（静态开关通、断时没有触点动作，从而消除了电弧的危害。且静态开关由电子电路控制，自动化程度高。） 散热： 散热措施：
减少器件损耗：采用软开关电路，增加缓冲电路等措施。
散热措施：提高接触面光洁度，涂导热硅脂，施加合适安装压力。 选择有效散热面积大的散热器。
结构设计注意风道的形成，可以用水、油等介质管道帮助冷却。 缓冲电路
关断缓冲电路 开通缓冲电路
复合缓冲电路
过电流保护： 防止过电流：
互锁：桥臂中一开关器件有驱动信号时，绝对不允许另一开关器件有驱动信号，可以利用门电路将桥臂中两个驱动信号进行互锁。
死区：桥臂中两个开关器件都不允许开通的时间。时间为器件关断时间的1.5-2倍 电流信号检测
过电流保护方法：
①利用参数状态识别对单个器件进行自适应保护。当饱和压降超过限定值的时候，器件驱动电路自动封锁脉冲。②利用常规办法进行最终保护。晶闸管用快速熔断器，高频开关器件用电流检测，过流时限制电流，必要时封锁驱动脉冲。
第二章
1高频开关电源的基本组成：
（1）输入环节：输入浪涌电流抑制、瞬态电压抑制、线路滤波器、输入整流滤波
浪涌电流：在合闸的瞬间，由于输入滤波电容的充电，交流电源端阻抗低，产生浪涌电流。抑制方法：限流电阻加开关（将限流电阻串接于交流线路或整流桥后的直流母线上，开关与电阻并联）、采用负温度系数热敏电阻NTC、功率很小的开关电源直接在线路中串接电阻限制浪涌电流。
瞬态电压：在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管（TVS）抑制输入瞬态电压
（2）功率变换电路（Buck变换、Boost变换、Buck/Boost变换、正激、反激、推挽、半桥、全桥）
（3）控制驱动保护电路：PWM电压控制模式、PWM峰值电流控制模式
3高频开关电源的控制模式：
PWM电压控制模式：容易但响应慢（最基本的一种控制方式：单一的电压闭环）
电压控制的原理如下图所示，它只有一个电压反馈环，误差放大器的输出与恒定频率的三角波相比较，通过脉冲宽度调制，得到要求的输出电压。单一回馈的电压环使设计和调试都比较容易；但是当输入电压或负载发生突变时，要经过主电路的输出电容和电感L延时，以及电压放大器时的延时，再传至PWM比较调制脉宽，使输出电压变化，这几个延时是电压控制模式瞬时响应慢的主要因素。
改善电压模式瞬态响应慢：采用电压前馈模式控制PWM（斜坡可变化，响应快）
输入电压对电阻、电容（R ff、C ff）充电产生可变化的锯齿波，当输入电压增高，充电电流
PWM 电流控制模式：
主要用于能周期出现峰值的电路。电流控制模式是一种固定时钟开启、峰值电流关断的控制方法。PWM 脉冲的开通时刻由振荡器脉冲决定，关断时刻由误差放大器输出U E 与代表电流峰值的信号U S 比较决定。峰值电流控制模式是双环控制系统，电压外环的输出控制电流内环，电流内环检测瞬时快速，它是采用逐个脉冲检测工作的。因此峰值电流控制模式比电压控制模式响应速度快，而且可以限制电路的峰值电流。
电流控制模式：引入电流内环→系统的稳定性增强；系统的动态特性得到改善；具有快速的限流能力；分为平均电流模式和峰值电流模式。
4单端反激式开关电源工作原理
工作原理：变压器PT 既是变压器也是一个线性电感，T 饱和导通时其等效阻抗近似为零，如果外加电压U i 恒定，流过绕组N 1的电流i 1线性增长，由于绕组N 1、N 2是反极性的，二极管D 截止，副边没有电流，导通期间的能量储存在初级电感里;当开关截止时，副边绕组感应电势使二极管导通，通过输出电容和负载释放磁场能量。根据副边绕组放电时间的不同，单端反激电源分为3种工作模式：不连续工作模式（DCM ）、临界工作模式和连续工作模式（CCM ）。
单端反激电源
5功率因数校正
分类：无源功率因数校正与有源功率因数校正（APFC）
6优缺点比较：
无源功率因数校正：优点：简单、成本低、可靠性高、电磁干扰EMI小。
缺点：体积、重量大，难以得到高功率因数(一般提高到0.9左右)。
有源功率因数校正：优点：能使电源的输入功率因数提高到接近1 ，功率因数得到改善。
缺点：相对于无源功率因数校正电路通过加电感和电容要复杂一些，且成本较高，可靠性降低
7有源功率因数校正
思路: 主要是控制已整流后的电流，使之在对滤波大电容充电之前，能与整流后的电压波形相同，从而避免电流脉冲的形成，达到改善功率因数的目的。
非连续电流模式功率因数校正器稳压原理：
引入前馈电压目的：使输出功率不受输入电压Ui 变化的影响，维持了输出电压的快速稳定。具有良好的动态响应和负载调整特性。
8基于滞环电流控制的PWM 高频整流
当反馈电流i f i g +i h /2，通过控制使得输入电流i s 减小; 滞环调节保证i s 始终跟踪给定电流i g ；
若给定电流波形为正弦波，与输入电压同相位，滞环i h 恒定，则输入电流i s 跟踪i g ，波形也接近正弦波。
第三章
一、单相逆变器的主电路拓扑结构
类型：半桥式、全桥式、推挽式
半桥式：优点：可以利用两个大电容自动补偿不对称波形。
缺点：输出端电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半，电压利用率低。
全桥式：优点：电压利用率与推挽一样，为半桥两倍。
缺点：变压器直流不平衡（中大容量逆变器）
推挽式：优点：电压损失小，直流母线电压只有一个开关管管压降损失，驱动电路简单。
缺点：变压器直流不平衡（适合低压输入场合）
二、逆变器控制方法
分类：直流脉宽调制、正弦波脉宽调制（单极性、双极性）
直流脉宽调制：
定义：利用直流调制信号和三角波比较，可以得到单脉波信号；改变直流调制信号，就可改变单脉波的脉冲宽度，调节电压基波分量的有效值，实现电压控制目的。
方波输出电路简单，易于闭环控制，电压输出稳定度也比较高，具有成本低的优点。但是方波输出含有大量的低次谐波，波形畸变严重。（2）正弦波脉宽调制：（画图题）（SPWM技术，利用面积冲量等效原理获得谐波含量很小的正弦电压输出）
三、逆变器直流不平衡（直流偏磁）
原因：控制系统原因
控制系统的电源电压或元件参数引起三角载波或正弦调制波正、负半周不对称, 导致同一桥臂上、下两个开关管在基波周期内的有效导通时间不等。某些控制方法和保护措施可能会造成变压器“动态”不平衡。
元件参数的分散性引起死区不一致
主电路同一桥臂上、下两个开关器件的开通、关断时间不等,饱和压降不同,缓冲电路参数有差异等。
危害：造成变压器磁芯单向饱和 ,原边励磁电流急增, 威胁器件的安全运行。同时逆变器输出电压波形发生严重畸变。
抗直流偏磁的措施：
1增加变压器磁心气隙，改善磁导率的线性度，增大抗偏磁能力
2变压器设计时，取较小最大磁密。
3限制最大脉冲宽度，在一个周期内尽量使正负脉冲宽度一致，特别是在动态工作状况下。
4检测通过开关管的电流，当此电流连续几个周波超过设定值，则切断控制脉冲，使变压器有足够的时间去磁，然后再开通控制脉冲。
5在变压器原边串联隔直电容，提高变压器抗不平衡的能力。
6严格挑选开关特性一致的功率管用于全桥逆变电路。
7采用反馈进行直流补偿
四、单相逆变器主电路工作原理主电路
整体框图【画图、分析原理】SPWM三相逆变器系统框图
五、感应加热电源
原理：电磁感应原理
两种方案：并联谐振式逆变电路、串联谐振式逆变电路实际问题：串联谐振逆变器功率调节
1并联谐振式逆变电路
2串联谐振式逆变电路
L、C、R串联后作为逆变桥的负载，利用负载电路串联谐振的原理工作。属电压源逆变器。输出电压为近似方波，输出电流接近于正弦波。自然换流，开通损耗很小。适当控制逆变器的工作频率使之接近负载的谐振频率，可限制器件的关断损耗。
第四章
一、UPS的类型及工作原理
类型：后备式、双变换在线式、在线互动式、Delta变换式
1、后备式UPS：容量小于2KVA
市电正常时：充电器给蓄电池充电，市电经过滤波、稳压后向负载供电；
市电异常（含掉电）时：蓄电池通过逆变向负载供电
优点：结构简单、可靠性高、效率高、成本低。
缺点：供电波形质量较差、频率适应性差、逆变器工作转换时间较长。
2双变换在线式UPS（经AC/DC、DC/AC两次变换供电给负载）0.7-1500KVA 市电正常时，经过滤波，分成三路，第一路交流变直流，经充电器对蓄电池组进行浮充电，第二路经过整流和大电容滤波变为较为平稳的直流电，再由逆变器变换为稳压稳频的交流电，通过转换开关送给负载，第三路转换开关的控制，如果逆变器故障，在逻辑控制电路的调控下，UPS直接将市电供给负载。
市电异常时，由蓄电池经过DC/AC变换供电，只有逆变器故障时，才通过旁路电路直接通过转换开关切换给负载供电。
优点：市电正不正常都由逆变器供电，供电质量好，市电转换到电池供电可实现零切换时间，输入侧功率因数高
缺点：结构复杂，成本高，效率低，无功功率和谐波电流对电网公害较大。带隔离变压器的称为工频机，不带隔离变压器的称为高频机。
3在线互动式UPS 0.7-20KVA
市电正常时，由继电器控制电流通路，向负载供电，继电器的接通点不同，变压器变比不同，做到对输出的基本稳压。同时UPS中双向变换器处于整流工作状态，给蓄电池组充电。
市电异常时，双向变换器转换为逆变工作状态，将电池电能转换为正弦交流电输出。优点：结构简单，成本低，效率高，可靠性高。
缺点：供电品质不高，市电—电池转换时，输出电压有转换时间。
4 Delta变换式UPS（只对输出电压的差值进行调整和补偿）10-480KVA
市电正常时，经过Delta变压器提供的补偿电压△u既抵消电源中的谐波电压，又补偿基波电压，使负载得到稳定的正弦波电压。Delta变换器又叫串联补偿变换器，主变换器称为并联补偿变换器，前端变换器经过电感提供电压，后端变换器经过LC滤波并联接在负载两端，对主变换器进行实时控制，输出正弦电压，并向负载输出电流，补偿负载无功和谐波电流，使功率因数为1。
市电停电，主变换器从蓄电池获取电能继续向负载供电。
优点：市电—电池转换时，可实现零切换时间、供电品质高、功率裕量大、效率高
缺点：结构复杂，成本高。（低于双变换）
二、UPS的组成：整流器（PFC电路）、逆变器、蓄电池组、交流滤波器、静态开关、旁路电源、备用电网、整流器触发控制电路、逆变器触发控制电路、静态开关控制电路和辅助电路（电压、电流、频率、温度等检测电路，辅助电源、启动和停止电路、显示电路、逆相和缺相检测电路、保护和报警电路）
三、蓄电池组
1基本性能指标
蓄电池是用多个单体串联而成。每个单体的标称电压为2.0V：
1）放电中止电压
蓄电池不允许再放电时的电压。通常1.75V/单体。
2）容量
在充满电的情况下，采用一定的电流A 进行恒流放电，放电至中止电压的时间H，所能释放的能量AH即蓄电池的容量。
3）放电率：
放电至中止电压的电流大小或时间快慢。
表示：用电流来表示，用时间来表示：6AH－－－0.3A－－－20h
4）放电电流：
通常用蓄电池的容量（C）乘以某个系数来表示。
C=6AH－－－－0.1C＝0.6A 0.25C=1.5A
5）自放电率：
蓄电池不用时的自放电。0.01C/天
蓄电池长期不用时应定期给蓄电池充电。
2蓄电池的充电
蓄电池的充电和维护：
初始充电：时间长，充电电流要小，额定电流的十分之一。
正常充电：分阶段不同电流充电方式，各个阶段充电电流逐渐减小，后期采用涓流充电。浮充：恒压充电（浮充电压与环境温度有关）
均充：对每个单元进行均衡充电，消除各单元的不均衡状态。整流器的作用
功能：为逆变器供电；为蓄电池供电
通常要求：电压要求：输出电压大小能调节、输出电压稳定，<1%；纹波要小，<1%；有一定的过载能力
保护和报警：过压、欠压、过载、短路、过热等
起动平稳，运行可靠
4 UPS对逆变器的要求
要求：
输出电压波形：稳压：静态±2 %、动态；
波形畸变率THD要小，单次谐波要小±2 %；
恒频：静态±0.5%、动态；
电压±5%、频率±2Hz、可调；
动态响应快（电压、频率）
有一定的过载能力
保护报警功能：过压、欠压、过载、短路、过热等
启动平稳、运行可靠
5 UPS对接地的要求与目的
要求：减小接地电阻，注意接地处地面上的人和设备的安全，接地要可靠，避免假接地目的：在正常的事故以及雷击的情况下，利用大地作为接地电流回路的一个元件，从而将设备接地处固定为所允许的接地电位。
第五章
一直流电机无触点启动器
直流电动机启动过程
启动时，电流过大的根源！
限流方法：串加外接电阻、改变外加电压
工作原理：Lm是直流电动机的励磁绕组，直流电源Ud经过开关管T、续流二极管D构成的Buck变换器给直流电动机的电枢绕组供电，HL用来检测电枢电流ia。控制系统将反馈电流与电流给定值Ig相比较，控制T的通断，从而使电枢电流ia在整个启动过程中被控制在给定值附近，如果开关频率很高，则在启动过程电枢电流的平均值Ia≈Ig.二四象限斩波调速系统
主电路：
调速系统
工作原理：T1~T4组成全桥电路，又称为H桥型电路；TA1检测母线电流大小和方向，TA2检测电动机的电流大小和方向；电容C用来减小开关过程引起的电压纹波；压敏电阻Rv用来抑制电压尖峰。
三滑差电机锁相环：相位比较器PD、低通滤波器LF和电压控制振荡器VCO。
控制电路的工作原理：集成PWM控制专用芯片TL494为核心组成，TL494内部的稳压电路将外部供给的+12V变换成+5V，供给芯片内电路使用，并通过芯片的14端对外引出，供外部电路作给定电位。（具有中间变换环节的DC/DC变换器的原理）四具有中间变换环节的DC/DC变换器
主电路（输入滤波电路、半桥式高频逆变电路、高频降压变压器、输出整流及输出滤波）；控制电路（辅助电源、驱动电路、PWM控制电路、反馈电路、启动及保护电路、故障显示报警电路）
主电路工作原理：蓄电池电源电压经L、C1~C4输入滤波电路加到半桥式逆变电路上，电感L是分成两个线圈绕在一个铁芯上，分别串联在正负直流母线上。高频开关器件TA、TB由一对相位互差180度的脉冲控制，交替的通断，频率为20KHZ。20KHZ的方波电压经高频变压器降压及副边二极管整流、滤波后得到所需的直流电压C7、R1、D1构成母线吸收电路，吸收线路电感引起的尖峰电压。
第六章
一交流调功器概述
功能：调节输出功率（对电压、电流波形没有严格要求）
应用：主要用于以镍铬或铁铬铝材料为发热元件的电热装置的温度自动控制控制模式：过零触发半周波控制（定周期/变周期）、移相触发控制。
区别：
调速3.交流稳压电源基本工作原理：对双向晶闸管T进行相控，可改变等效电感L2，从而改变L2、C2并联的等效电抗的大小及性质（感性或容性），也就改变了补偿电压U2的大小和相位，从而达到稳定输出电压目的。
第七章
一、无功补偿方案：
同步调相机
开关静止型补偿装置：阻抗补偿、开关变换电路补偿
二、直流输电特点
1、优点：联网方便；线路造价低、功耗小；易于远距离输电。
2、缺点：换流装置结构复杂、价格高；消耗无功功率；产生谐波；控制装置复杂。
3、适用场合：远距离大功率输电；海底电缆隔海输电；两大系统互联或不同频率的两电网互联。
一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为
（供学生平时课程学习、复习用，●为重点） 第一章绪论 1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术 电力电子技术----电力的变换与控制 2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相 数的变换。 第二章电力电子器件 1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管 可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO电力晶体管GTR 场效应管电力PMOSFET绝缘栅双极晶体管IGBT及其他器件 ☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G 2.晶闸管 1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。 ●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零 ●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流 ●维持导通条件：阳极电流大于维持电流 当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。 当晶闸管导通，门极失去作用。 ●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择 第三章 ●整流电路 1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路 三相----半波、●桥式（●全控、半控） 2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势 3.电路结构不同、负载不同●输出波形不同●电压计算公式不同
单相电路 1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边星/三角形接法） 2.●不同负载下，整流输出电压波形特点 1）电阻电压、电流波形相同 2）电感电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题 3）反电势停止导电角 3.●二极管的续流作用 1）防止整流输出电压下降 2）防止失控 4.●保持电流连续●串续流电抗器，●计算公式 5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式 三相电路 1.共阴极接法、共阳极接法 2.触发角ā的确定 3.宽脉冲、双窄脉冲 4.●电压、电流波形绘制●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响●换相重叠角产生原因计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 ●逆变电路 1.●逆变条件●电路极性●逆变波形 2.●逆变失败原因器件触发电路交流电源换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 触发电路 1.●触发电路组成 2.工作原理 3.触发电路定相 第四章逆变电路
电流和电路 、电荷 1、物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电荷；换句话说，带电体具有吸引轻小物体的 性质。 2、用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电； 3、摩擦起电的实质：摩擦起电并不是创生了电，而是电子从一个物体转移到了另一个物体，失去电 子的带正电;得到电子的带负电。 二、两种电荷： 1、把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷：电子从玻璃棒转移到丝绸。 2、把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷：电子从毛皮转移到橡胶棒。 3、基本性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； 4、带电体排斥带同种电荷的物体；带电体吸引带异种电荷的物体和轻小物体。 例：1、A带正电，A排斥B , B肯定带正电； 2、A带正电，A吸引B , B可能带负电也可能不带电。（A、B都是轻小物体） 三、验电器 1、用途：用来检验物体是否带电；从验电器张角的大小，可以粗略的判断带电体所带电荷的多少。 2、原理：利用同种电荷相互排斥； 四、电荷量（电荷）电荷的多少叫电荷量，简称电荷；单位：库仑（C）简称库； 五、原子的结构质子（带正电） 「原子核＜ 原』I中子（不带电） 电子（带负电） 原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷数在数量上相等，整个院子呈中性，原子对外不显带电的性质。 六、元电荷 1、最小的电荷叫做元电荷，用符号e表示，e=1.6*10-19C。 2、电子电荷量的大小是最小的。 七、导体、绝缘体 1、善于导电的物体叫导体:如：金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液； 2、不善于导电的物体叫绝缘体.如：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、空气等； 3、导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换； 例如：1、干木头（绝缘体）、湿木头（导体）2、玻璃通常是绝缘体、加热到红炽状态（导体）。
《电力电子装置及系统》 课程设计 题目：基于UC3842的单端反激 开关电源的设计 学院电力学院 专业电子科学与技术 姓名 学号 指导教师 完成时间2016.11.25
目录 摘要 (1) 第一章：开关电源的概述 1.1：开关电源的发展历史 (2) 1.2：开关稳压电源的优点 (2) 1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高 (2) 1.2.2：体积小，重量轻 (3) 1.2.3：稳压范围宽 (3) 1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小 (3) 1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大 (3) 1.3：开关稳压电源的缺点 (3) 1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰 (4) 1.3.2：电路结构复杂，不便于维修 (4) 1.3.3：成本高，可靠性低 (4) 第二章：UC3842的原理及技术参数 2.1：UC3842的工作原理 (5) 2.2：UC3842的引脚及技术参数 (6) 第三章：单端反激开关电源 3.1：单端反激开关电源的原理 (7) 3.2：反激式开关电源设计 (9) 3.2.1：输出直流电压隔离取样反馈外回路 (9) 3.2.2：初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路 (11) 总结 (13) 参考文献 (13)
基于UC3842的单端反激开关电源的设计 摘要 开关电源是一种利用现代电子技术，控制开关晶体管和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，也是一种效率很高的电源变换电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。具有高频率，高功率密度，高可靠性等优点。 本文主要介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于UC3842为控制芯片，实现输出电压可调的开关稳压电源电路。 关键词：开关电源脉冲宽度调制 UC3842
电力系统分析课程总结报告 学院（部）：电气学院 专业班级：电气工程学生姓名：** 指导教师：**** 2014年6 月28 日
目录 1电力系统概述和基本概念 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2电力系统中性点的接地方式 (3) 2电力系统元件参数和等值电路 (3) 2.1电力线路参数和等值电路 (4) 2.2变压器、电抗器的参数和等值电路 (4) 2.3发电机和负荷的参数及等值电路 (5) 2.4电力网络的等值电路 (5) 3简单电力网络潮流的分析与计算 (6) 3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 (6) 3.2开式网络的潮流计算 (7) 3.3环形网络的潮流分布 (7) 4电力系统潮流的计算机算法 (7) 4.1电力网络的数学模型 (8) 4.2等值变压器模型及其应用 (8) 4.3节点导纳矩阵的形成和修改 (8) 4.4功率方程和变量及节点分类 (9) 4.5高斯-塞德尔法潮流计算 (9) 4.6牛顿-拉夫逊法潮流计算 (9) 4.7P-Q分解法潮流计算 (9) 5电力系统有功功率的平衡和频率调整 (10) 5.1电力系统中有功功率的平衡 (10) 5.2电力系统的频率调整 (11) 6电力系统的无功功率平衡和电压调整 (11) 6.1电力系统中无功功率的平衡 (12) 6.2电力系统的电压管理 (12) 6.3电力系统的几种调压方式 (13) 6.4电力线路导线截面的选择 (13) 7电力系统各元件的序参数和等值电路 (14)
7.1对称分量法 (14) 7.2同步发电机的负序电抗和零序电抗 (14) 7.3异步电动机的参数和等值电路 (15) 7.4变压器的零序参数和等值电路 (15) 7.5电力系统的序网络 (15) 8电力系统故障的分析与实用计算 (15) 8.1由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 (16) 8.2电力系统三相短路的实用计算 (16) 8.3电力系统不对称短路的分析与计算 (16) 8.4电力系统非全相运行的分析 (17) 9机组的机电特性 (17) 9.1电力系统运行稳定性的基本概念 (17) 9.2同步发电机组的运动方程式 (17) 9.3发电机的功-角特性方程式 (18) 9.4异步电动机的机电特性 (18) 9.5自动调节励磁系统对功-角特性的影响 (18) 10电力系统的静态稳定性 (19) 10.1电力系统静态稳定性的基本概念 (19) 10.2小扰动法的基本原理和分析在电力系统静态稳定性中的应用 (19) 10.3电力系统电压、频率及负荷的稳定性 (20) 10.4调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 (20) 10.5保证和提高电力系统静态稳定性的措施 (20) 11电力系统的暂态稳定性 (21) 11.1电力系统暂态稳定性概述 (21) 11.2简单电力系统暂态稳定性的定性分析 (22) 11.3简单电力系统暂态稳定性的定量分析 (22) 11.4发电机转子运动方程的数值解法 (22) 11.5提高电力系统暂态稳定性额措施 (23) 致谢 (23)
第1章绪论 1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 （1）交流变直流AC-DC：整流 （2）直流变交流DC-AC：逆变 （3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现（4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第2章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 （1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 （1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 （2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 （4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 （1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 （2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。 （3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 （1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 （1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 （2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。（3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 将器件N1、P2半导体取倾斜截面，则晶闸管变成V1-PNP 和V2-NPN两个晶体管。 晶闸管的导通工作原理 （1）当AK间加正向电压A E，晶闸管不能导通，主要是中间存在反向PN结。 （2）当GK间加正向电压G E，NPN晶体管基极存在驱动电流G I，NPN晶体管导通，产生集电极电流2c I。 （3）集电极电流2c I构成PNP的基极驱动电流，PNP导通，进一步放大产生PNP集电极电流1c I。 （4）1c I与G I构成NPN的驱动电流，继续上述过程，形成强烈的负反馈，这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和，晶闸管导通。 2.3.1.4.3 晶闸管是半控型器件的原因 （1）晶闸管导通后撤掉外部门极电流G I，但是NPN基极仍然存在电流，由PNP集电极电流1c I供给，电流已经形成强烈正反馈，因此晶闸管继续维持导通。 （2）因此，晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。 2.3.1.4.4 晶闸管的关断工作原理 满足下面条件，晶闸管才能关断： （1）去掉AK间正向电压； （2）AK间加反向电压； （3）设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。 2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性 （1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 （2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。 （3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。 （4）若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。 2.4.1.1 GTO的结构 （1）GTO与普通晶闸管的相同点：是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。 （2）GTO与普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起，正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。 2.4.1.2 GTO的静态特性 （1）当GTO承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 （2）当GTO承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情
概念部分（小题） 1、电力电子装置的主要类型：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC、静态开关 通信电源交流稳压电源 充电电源通用逆变电源 3、直流电源装置电解电镀直流电源交流电源装置不间断UPS电源 开关电源 4、缓冲电路的主要作用：抑制开关器件的di/dt 、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗 ，使之工作在安全工作区内。 5、常用耗能式缓冲电路：无极性、有极性、复合型注：p14电路模型区分。 6、过电流保护方法：（1）利用参数状态识别对单个期间进行自适保护 （2）利用常规方法进行最终保护。 7、为防止桥臂中两个开关器件直通，通常对两个开关器件的驱动信号进行互锁并设置死区 8、缓冲电路类型（判断或者填空） 无源功率因数校正（在电源输入端加入低频大电感） 9、功率因数校正有源滤波器无功谐波补偿 有源功率因数校正 功率因数校正电路(单项有源校正装置主要是 boost，可分为不连续电流模式和连续电流模式) 10、UPS典型结构：稳压器整流器逆变器转换开关 UPS主要分类：后备式、双变换在线式、在线互动式、双变换电压补偿在线式（delta 变换式） 其中：后备式是以市电供电为主的UPS，一般后备式UPS功率多在2kV A以下。其工作原理图见书P95图4.2 双变换在线式是以逆变器为主的工作方式，原理图书P95图4.3 11此外，在相同开关频率下，单极性的波动频率较双极性波提高一倍。 13、无源的功率因数校正是在输入端加电容电感进行被动补偿这是一种预补偿 有源的是主动补偿比如我们讲的Boost功率因数校正器 14、逆变类型：全桥半桥推挽 15、开关电源结构， 16、功率因数校正概念， 17、逆变器结构， 18、感应加热电源 （这些有的没有写出答案的大家自己对着书看一下啊，要断电了，来不及找了）
《电路分析基础》学习总结 通过电路基础的学习，我们的科学思维能力，分析计算能力，实验研究能力和科学归纳能力有了很大的提高，为下学期我们学习电子技术打下了基础。 对于我们具体的学习内容，第一到第四章，主要讲了电路分析的基本方法，以及电路等效原理等，而后面的知识主要是建立在这四章的内容上的，可以说，学好前面这四章的内容是我们学习电路基础的关键所在。在这些基础的内容中又有很多是很容易被忽略的。对于第五章的内容，老师让我们自主讲解的方式加深了我们的印象，同时也让我们学会如何去预习，更好的把握重点，很符合自主学习的目的。至于第六章到第十章的内容则完全是建立在前四章的内容上展开的，主要就是学会分析电路图结构的方法，对于一二阶电路的响应问题，就是能分析好换路前后未变量和改变量，以及达到稳态时所求量的值。 对于老师上课方法的感想：首先感谢窦老师和杨老师的辛苦讲课，窦老师声音洪亮，讲课思路清晰，让我们非常受益，杨老师的外语水平让我们大开眼界，在中文教学中，我们有过自主学习的机会，也让大家都自己去讲台上讲课，加深了我们的印象，而且对于我们学习能力有很大提高，再是
老师讲课的思路，让我受益不凡，在这之中感受到学习电路的方法。在双语班的教学中，虽然外语的课堂让我们感觉很有难度，有的时候甚至看不懂ppt上的单词，临时上课的时候去查，但是老师上课时经典的讲解确实很有趣味，不仅外语水平是一定的锻炼，同时也是学习电路知识，感觉比起其他班的同学，估计这应该是一个特色点吧。 对于学习电路感想：学习电路，光上课听老师讲课那是远远不够的，大学的学习都是自主学习，没有老师的强迫，所以必须自己主动去学习，首先每次上完课后的练习，我觉得很有必要，因为每次上完课时都感觉听的很懂，看看书呢，也貌似都能理解，可是一到做题目就愣住了，要么是公式没有记住，要么是知识点不知道如何筛选，所以练习很重要，第二点，应该要反复回顾已经学过的内容，只有反复记忆的东西才能更深入，不然曾经学过的东西等到要用就全都忘记了，不懂得应该多问老师，因为我们是小班，这方面，老师给了我们足够的机会。 另外，我们电路分析基础的课程网站，里面的内容已经比较详实，内容更新也比较快，经常展示一些新的内容，拓宽了我们的视野。
1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。
15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。
第一章绪论 1、电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子装置实现其应用。 2、电力电子装置定义：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。 3、电力电子控制系统：电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。 4、电力电子装置的主要类型： AC/DC变换器（整流器） DC/DC变换器（采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器） AC/AC变换器（输入输出频率相同叫做交流调压器，频率变化叫变频器） DC/AC变换器（逆变器） 静态开关（静态开关通、断时没有触点动作，从而消除了电弧的危害。且静态开关由电子电路控制，自动化程度高。） 5、电力电子装置的应用 （1）直流电源装置：通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源 （2）交流电源装置：交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS （3）特种电源装置：静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源 （4）电力系统用装置：高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关（5）电机调速用电力电子装置：直流、交流 （6）其他实用装置：电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源 6、电力电子装置的发展前景：交流变频调速、绿色电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源 7、半导体电力电子开关器件：电力二极管、晶闸管、电力晶体三极管、电力场效应晶体管、绝缘门极双极型晶体管IGBT 8、电力转换模块：把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。 功率集成电路PIC：将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上，就叫功率集成电路。 电源管理集成电路：可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。 9、散热： （1）为什么要散热？答:PN结是电力电子器件的核心，PN结的性能与温度密切相关，因而每种器件都规定最高允许结温，器件运行不得超过这个温度，否则许多特性参数改变，甚至使器件永久性烧坏，不散热，100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。 （2）散热的原理。散热途径有三种，但电力电子器件采用热传导和热对流两种方式。（3）散热措施：减少器件损耗：采用软开关电路，增加缓冲电路等措施。 散热措施：提高接触面光洁度，涂导热硅脂，施加合适安装压力。 选择有效散热面积大的散热器。 结构设计注意风道的形成，可以用水、油等介质管道帮助冷却。 10、缓冲电路： （1）作用：抑制开关器件的di/dt、du/dt，改变开关轨迹，减少开关损耗，使之工作在安全工作区域内。 （2）普通晶闸管用无极性缓冲电路，GTO、BJT、IGBT等自关断器件，工作频率比SCR高得多，用有极性缓冲电路。
1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成的整体，称为电力系统 2、按电压等级的高低，电力网可分为：1低压电网（<1kv）2中低电网（1