电力电子技术总结
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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。
P10223.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。
电力电子技术复习一、选择题(每小题10分,共20分)1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差A度。
A、180°,B、60°,c、360°,D、120°2、α为C度时,三相半波可控整流电路,电阻性负载输出的电压波形,处于连续和断续的临界状态。
`A,0度,B,60度,C,30度,D,120度,3、晶闸管触发电路中,若改变B的大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制的目的。
A、同步电压,B、控制电压,C、脉冲变压器变比。
4、可实现有源逆变的电路为A。
A、三相半波可控整流电路,B、三相半控桥整流桥电路,C、单相全控桥接续流二极管电路,D、单相半控桥整流电路。
5、在一般可逆电路中,最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理A。
A、30º-35º,B、10º-15º,C、0º-10º,D、0º。
6、在下面几种电路中,不能实现有源逆变的电路有哪几种BCDA、三相半波可控整流电路。
B、三相半控整流桥电路。
C、单相全控桥接续流二极管电路。
D、单相半控桥整流电路。
7、在有源逆变电路中,逆变角的移相范围应选B为最好。
A、=90º∽180º,B、=35º∽90º,C、=0º∽90º,8、晶闸管整流装置在换相时刻(例如:从U相换到V相时)的输出电压等于C。
A、U相换相时刻电压u U,B、V相换相时刻电压u V,C、等于u U+u V的一半即:9、三相全控整流桥电路,如采用双窄脉冲触发晶闸管时,下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。
请选择B。
10、晶闸管触发电路中,若使控制电压U C=0,改变C的大小,可使直流电动机负载电压U d=0,使触发角α=90º。
达到调定移相控制范围,实现整流、逆变的控制要求。
B、同步电压,B、控制电压,C、偏移调正电压。
电力电子教材重点知识点总结范文《电力电子技术》复习题第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展变换和控制的技术,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,也叫斩波电路(4)交流变交流AC-AC:可以是电压或电力的变换,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。
4、相控方式;对晶闸管的电路的控制方式主要是相控方式5、斩空方式:与晶闸管电路的相位控制方式对应,采用全空性器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制方式。
相对于相控方式可称之为斩空方式。
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:电力电子系统中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。
广义可分为电真空器件和半导体器件。
2 电力电子器件一般特征:1、处理的电功率小至毫瓦级大至兆瓦级。
2、都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3、由电力电子电路来控制。
4、安有散热器3 电力电子系统根本组成与工作原理(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。
第1篇一、实训背景随着我国经济的快速发展,电力电子技术在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生的实践能力和专业技能,我校组织了一次电力电子技能实训。
本次实训旨在使学生了解电力电子技术的基本原理、电路设计方法以及在实际工程中的应用,培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、实训目的1. 理解电力电子技术的基本概念和原理;2. 掌握电力电子电路的设计方法和调试技巧;3. 学会使用电力电子实验设备;4. 培养学生的动手能力和团队合作精神;5. 提高学生对电力电子技术的实际应用能力。
三、实训内容1. 电力电子技术基础理论实训期间,我们学习了电力电子技术的基本概念、工作原理和主要特点。
通过对电力电子器件、电路拓扑结构、控制策略等方面的学习,使我们对电力电子技术有了更深入的了解。
2. 电力电子电路设计实训过程中,我们学习了电力电子电路的设计方法和步骤。
以单相桥式逆变器为例,我们进行了电路设计和仿真实验。
通过仿真实验,我们验证了电路设计的正确性,并优化了电路参数。
3. 电力电子实验设备使用实训期间,我们学习了电力电子实验设备的使用方法。
包括实验设备的操作规程、安全注意事项以及故障排除等。
通过实际操作,我们熟练掌握了实验设备的操作技巧。
4. 电力电子电路调试在完成电路设计后,我们进行了电路调试。
通过调整电路参数,使电路达到预期的工作状态。
在调试过程中,我们遇到了一些问题,如电路参数不稳定、波形失真等。
通过查阅资料、请教老师和同学,我们逐一解决了这些问题。
5. 电力电子技术实际应用实训过程中,我们学习了电力电子技术在实际工程中的应用。
以变频调速为例,我们了解了变频调速的原理、电路设计方法以及在实际工程中的应用。
四、实训过程1. 理论学习在实训开始前,我们进行了电力电子技术基础理论的学习。
通过查阅教材、资料和参加讲座,我们对电力电子技术有了初步的了解。
2. 电路设计在电路设计环节,我们以单相桥式逆变器为例,进行了电路设计。
电⼒电⼦总结完美版讲解⼀、填空题1、对SCR 、TRIAC 、GTO 、GTR 、Power MOSFET 、这六种电⼒电⼦器件,其中要⽤交流电压相位控制的有SCR TRIAC 。
可以⽤PWM 控制的有GTO GTR Power MOSFET IGBT;要⽤电流驱动的有SCR TRIAC GTO GTR (准确地讲SCR 、TRIAC 为电流触发型器件),要⽤电压驱动的有Power MOSFET IGBT ;其中⼯作频率最⾼的⼀个是Power MOSFET ,功率容量最⼤的两个器件是SCR GTR;属于单极性的是Power MOSFET;可能发⽣⼆次击穿的器件是GTR,可能会发⽣擎住效应的器件是IGBT ;属于多元集成结构的是PowerMOSFET IGBT GTO GTR 。
2、SCR 导通原理可以⽤双晶体管模型来解释,其触发导通条件是阳极加正电压并且门极有触发电流,其关断条件是阳极电流⼩于维持电流。
3、GTO 要⽤门极负脉冲电流关断,其关断增益定义为最⼤可关断阳极电流与门极负脉冲电流最⼤值的⽐即off β=ATO GMI I ,其值约为5左右,其关断时会出现特殊的拖尾电流。
4、Power MOSFET 通态电阻为正温度系数;其定义式为=|DS DS U GS I ≥0,⽐较特殊的是器件体内有寄⽣的反向⼆极管,此外,应防⽌其栅源极间发⽣擎住效应。
5、电⼒⼆极管额定电流是指最⼤⼯频正弦半波波形条件下测得值,对于应⽤于⾼频电⼒电⼦电路的电⼒⼆极管要⽤快恢复型⼆极管,但要求其反向恢复特性要软。
6、在电⼒电⼦电路中,半导体器件总是⼯作在开关状态,分析这类电路可以⽤理想开关等效电路;电⼒电⼦技术的基础是电⼒电⼦器件制造技术,追求的⽬标是⾼效地处理电⼒。
7、硬开关电路的电⼒电⼦器件在换流过程中会产⽣较⼤的开关损耗,主要原因是其电压波形与电流波形发⽣重叠,为了解决该缺陷,最好使电⼒电⼦器件⼯作在零电压开通,零电流关断状态;也可采⽤由⽆源元件构成的缓冲技术,但它们⼀般是有损耗的。
电力电子技术总结报告..《电力电子应用设计》课程学习总结报告__nn 马云1.理论方面:本课程主要以人造金刚石液压机合成加热调功控制系统为案例,主要学习了单相交流调压电路、触发脉冲发生电路、电压检测电路、电流检测转换电路、相位失衡检测电路、相位失衡保护电路、过压-过流保护电路、电源电路、比较与比例-积分电路等。
我们先将总图分解成三个部分,我所负责的是触发脉冲发生电路和电压检测电路(总图的左上方部分),我先通过DXP软件画出这两个电路的原理图,再通过SIM软件对触发脉冲发生电路和电压检测电路进行仿真,确认无误后用DXP开始PCB图的绘制,因为实际原因(铜板的大小)尽量将元器件安排的紧凑一些,最后将各个成员的PCB图汇总。
打印出PCB图后去实验室进行板子的印刷、腐蚀、打孔、焊接,最后用实验室的仪器进行调试。
1.1 主电路及其工作原理在电路中,要使晶闸管正常导通,必须同时满足下面两个条件:(1)阳极对阴极加正向电压;(2)控制极对阴极加正向电压(或正向脉冲)。
而且,晶闸管还有一个重要特点,就是它一旦导通后控制极即失去控制作用,器件始终处于导通状态,除非阳极对阴极电压降低到很小,致使阳极电流降到某一数值之下。
1.2 闭环控制系统主回路及其工作原理1.3 电源电路及其工作原理本系统电路工作需要的电源有5V、15V两个..1.3.1 正、负15V电路及其工作原理桥式整流:用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
7815、7915芯片:7815、7915是一种三端正稳压器电路,TO-220F封装,能提供多种固定的输出电压,应用范围广,内含过流、过热和过载保护电路。
芯片前面两个电容成缓冲,后面两个芯片起滤波作用,使电压更稳定,二级管指示作用。
1.3.2正5V电路及其工作原理桥式整流:用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器。
电力电子技术重要公式总结篇一:电力电子技术重要公式总结单相半波可控整流带电阻负载的工作情况:au1iRdbcde电阻负载的特点:电压与电流成正比,两者波形相同。
触发延迟角:从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。
导通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用θ表示。
直流输出电压平均值:1Ud?2????2U21?cos?2U2sin?td(?t)?(1?cos?)?0.45U22?2(3-1)VT的a移相范围为180?通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式简称相控方式。
带阻感负载的工作情况:bcdef阻感负载的特点:电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系:idVT????id2?12?(3-5)(3-6)(3-7)iVT?idVdR ?????id(?t)?2?id?2d????id2?12?iVdR???2??????id(?t)?id(3-8)2?2dabcdeifgV单相半波可控整流电路的特点:1.VT的a移相范围为180?。
2.简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况:bucdV图3-5单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形数量关系:1?22U21?cos?1?cos?Ud??2U2sin?td(?t)??0.9U2???22a角的移相范围为180?。
向负载输出的平均电流值为:(3-9)Ud22U21?cos?U21?cos?id???0.9R?R2R2流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半,即:(3-11)idVT1U21?cos??id?0.452R2(3-10)流过晶闸管的电流有效值:iVT1?2???1?(2U2U1???sin?t)2d(?t)?2sin2??R?2R2?(3-12)变压器二次测电流有效值i2与输出直流电流i有效值相等:2U2U22?1???i?i2????(Rsin?t)d(?t)?R2?sin2???iVT?12i(3-14)不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量S=U2i2。
1 简要说明四类基本的电力电子变流电路表答:交流变直流,即整流电路交流变交流,即交流电力控制电路或变频变相电路直流变直流,即直流斩波电路直流变交流,即逆变电;2 美国学者W.Newell用倒二角形对电力电子技术进行形象的描述,认为电力电子学是由电力学,电子学,控制理论三个学科交义而形成的。
3 电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,其电力变换常分为四大类:直流变直流、直流变交流、交流变交流、交流变直流。
4 根据二极管反向恢复时间的长短,可以将二极管分为普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管。
5 驱动电路需要提供控制电路和主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离和磁隔离。
6 电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压,其中内因过电压包括换相过电压和关断过电压。
7 电力电子系统一般由控制电路,驱动电路,主电路组成8 电力电子器件的损耗主要包括开关损耗和通态损耗9 单相半波整流电路带阻性负载时,晶闸管触发角a移相范围是【0~π】,晶闸管导通角沒和触发角α之间的关系是α+β=π或互补10 三相半波整流电路带阻性负载时,晶闸管触发角a移相范围是0-150度,输出电压连续时触发角α移相范围是0-30度11 同步信号为锯齿波的晶闸管触发电路主耍由脉冲的形成与放大,锯齿波的形成和脉冲移相,同步环节三个基本环节12 一般来说,电力电子变流电路中换流方式有器件换流、负载换流、电网换流和强迫换流。
13 直流斩波电路主要有三种控制方式:脉宽调制、脉频调制和混合调制。
14 正弦脉宽调制(SPWM)中,根据载波比N是否为固定值,可以分为同步调制和异步调制15 PWM控制方案优劣体现在输出波形谐波的多少、直流侧电压利用率; 一个周期内的开关次数。
16 PWM整流电路根据是否引入电流反馈可分为直接电流控制和间接电流控制17 根据电力电子电路中的功率器件开关过程中是否产生损耗,其开关方式可以分为软开关和硬开关。
电力电子技术课程总结截止到第十七周,意义非比寻常的电力电子技术课程就要结束了,本人对这门课程开始就是心怀重视态度对待它,奈何一看教学模式竟然是考查,然后又见到旁边那么多的同学都是采取消极的态度,所以本人的态度也是一落千丈,至此就是心情好时就听老师讲,心情不好抑或是有其他比较有趣的事情的时候就干自己的事情去了,虽然偶尔也会忌惮于老师的发威而艰难的将眼睛往黑板上挪,但心中始终想的是自己的事情(呵呵,在此对老师说句sorry ),好了,废话不扯了,还是说正事吧,以下就是我本人对电力电子的一些想法和理解以及从网上了解的相关应用,当然这些仅仅只是从我听了课的那几次课来介绍,其他没有介绍的请见谅(原因就不多说了哈)。
首先解释一下,什么是电力电子技术。
书本上如是说:电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
我理解是,就是强电模块的电力和弱电模块的电子相结合从而形成的一门新兴技术,主要是由电力学,电子学以及控制理论三个学科相互交叉相互补充而成的,已经成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课程(可惜,本校由于课程改革竟然把本课程放到大四来开,而且还是考查,这就导致本校学生对电力电子技术这门课程的不重视以及对相关技术术语的迷茫不懂,这是一个亟待改进的问题)。
然后就是介绍一些相关的但是比较重要的电力电子器件。
首先是种类:其中器件的典型代表就是晶闸管,谈到晶闸管必须讨论一下这原件的两个主要功能:整流和续流。
我只介绍关于整流方面的相关类容(原因就不多说哈)。
经过我的听课,整流电路是电路中保证稳定的一个必要因素,也是不可缺少的因素,由于可控元件的不同导致导通角和关断角都会不一样,至于工作原理,波形以及管压降就请自行查阅相关书本。
整流电路中存在几种特殊的状态依次是:逆变(有源/无源);整流以及无环流(可能由于对术语不熟悉的原因,某些字不是很精确,不可控器件(SR )半控型器件 (SCR) 开通条件、关断条件全控型器件 (GTO 、GTR 、MOSFET 、IGBT)VTVT U 请见谅)。
电力电子技术在电力系统可持续发展中的应用电力电子技术是一种中转型能器件技术,通过控制电压和电流的变换,实现将电能转化为其他形式的能量或将其他形式的能量转换为电能。
随着电力需求的增加和对环境保护的要求,电力电子技术在电力系统可持续发展中扮演着至关重要的角色。
本文将从电力电子技术在可再生能源发电、电力传输和配电、节能和环保领域的应用等方面进行探讨。
一、电力电子技术在可再生能源发电中的应用随着对可再生能源的需求增加,如太阳能、风能等,电力电子技术在实现可再生能源发电中发挥着关键作用。
在太阳能发电系统中,电力电子技术可以将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电,并通过逆变器等设备将电能输送到电力系统中。
在风能发电系统中,电力电子技术则可以将风能转化为电能,并通过电力电子装置实现风力发电机组的功率控制与系统稳定。
二、电力电子技术在电力传输和配电中的应用在电力传输和配电领域,电力电子技术可以提高电力系统的稳定性和效率。
通过使用柔性直流输电技术,可以减少传输损耗并提高输电容量,从而实现长距离电力传输。
在交流输电系统中,静止补偿装置和动态无功补偿装置等电力电子设备可以实现对电力系统的无功功率控制和电压调节,提高电力传输效率。
三、电力电子技术在节能和环保领域的应用电力电子技术在节能和环保方面的应用主要体现在调整和控制电能的使用过程中。
通过使用电能质量调节装置,可以实现对电能的质量优化,提高电力系统的效率和可靠性。
在工业领域,采用电力电子装置实现短时间的高稳态效能调节,可以提高生产线的运行效率。
此外,电力电子技术还可以实现能量回馈和无功功率控制等功能,降低供电网络中的无功功率消耗,从而减少对发电设备的负荷,提高整个电力系统的能源利用率。
总结起来,电力电子技术在电力系统的可持续发展中发挥着重要的作用。
通过应用电力电子技术,可以提高可再生能源的利用效率,优化电力传输和配电过程,实现节能和环保目标。
随着科技的进步和技术的创新,电力电子技术在未来的可持续发展中将继续发挥更为重要的作用,推动电力系统向高效、安全、可持续的方向发展。
电力电子课设总结与体会在本学期的电力电子课程设计中,我收获颇丰,不仅加深了对电力电子技术理论知识的理解,还提高了自己的实践能力和解决问题的能力。
通过这次课程设计,我对电力电子这门学科有了更全面、更深入的认识。
课程设计的任务是设计一个具有特定功能的电力电子电路。
在接到任务之初,我感到既兴奋又紧张。
兴奋的是终于有机会将所学的理论知识应用到实际中,紧张的是担心自己无法顺利完成任务。
然而,随着设计工作的逐步展开,我逐渐找到了方向。
在设计过程中,我首先对设计要求进行了详细的分析,明确了需要实现的功能和性能指标。
这就像是在旅行前规划好路线图,让我清楚地知道自己要去哪里,以及如何到达那里。
然后,我开始查阅相关的资料和文献,学习前人的设计经验和方法。
这一步非常重要,它让我站在巨人的肩膀上,能够更快地找到解决问题的思路。
在确定了基本的设计方案后,我开始进行电路的参数计算和器件选型。
这是整个设计过程中最关键的环节之一,需要对电力电子的各种公式和原理有深入的理解和掌握。
例如,在计算电感和电容的值时,需要考虑到电路的工作频率、纹波电流和纹波电压等因素。
在选择功率器件时,需要考虑其耐压、耐流能力、开关速度等性能参数,以确保电路能够稳定可靠地工作。
在完成参数计算和器件选型后,我使用仿真软件对设计的电路进行了模拟和验证。
通过仿真,我可以直观地看到电路的工作波形和性能指标,及时发现设计中存在的问题,并进行调整和优化。
这就像是在正式演出前进行多次彩排,让我能够提前发现并解决可能出现的问题,确保最终的表演能够成功。
在仿真通过后,我开始着手搭建实际的电路。
这是一个充满挑战的过程,因为在实际操作中会遇到各种各样的问题,比如布线不合理导致的干扰、器件焊接不良导致的接触问题等等。
但是,通过不断地尝试和改进,我最终成功地搭建出了符合设计要求的电路。
在完成电路搭建后,我对电路进行了测试和调试。
通过使用示波器、万用表等仪器,对电路的输入输出电压、电流、功率等参数进行了测量,并与设计指标进行了对比。
第一章电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,也就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
电子技术包括信息技术和电力电子技术两大分支。
电力电子器件:半控器件:晶闸管( SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)。
全控器件:电力晶体管(GTR)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、电力场效应晶体管(电力MOSFET)。
不可控器件:电力二极管(整流二极管)电力电子器件的分类:按照驱动电路信号的性质,分为两类:电流驱动型:晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管 GTR电压驱动型:电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT按照器件内部参与导电的情况分为两类:单极型器件:电力MOSFET双极型器件:电力二极管、晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管 GTR混合型器件:绝缘栅双极晶体管IGBT晶闸管正常工作时的特性: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。
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开通。
晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用。
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。
关断时间大于晶闸管的电路换向关断时间,才能可靠关断。
GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别:设计α2较大,使晶体管V2控制灵敏,易于GTO关断。
导通时接近临界饱和,有利门极控制关断,但导通时管压降增大。
多元集成结构,使得P2基区横向电阻很小,能从门极抽出较大电流。
晶闸管非正常导通的几种情况:阳极电压升高至相当高的数值照成雪崩现象;阳极电压上升率过高;结温较高;光直接照射硅片,即光触发;第二章单向可控整流电路:单向半波可控整流电路:A电阻负载:相关概念:从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。
晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用θ表示。
θπα=-通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式,简称相控方式。
电力电子课程设计心得总结篇一:电子技术课程设计心得体会电子电路课程设计心得体会在这次电子电路课程设计实验中,我们选的课题都是与生活息息相关的,把生活中常见的一些现象模拟到实验室中,体现了学习与实际生活相结合的理念。
霓虹灯是我们生活中十分常见的,五颜六色的彩灯遍及在我们的生活中,而我们设计的这个彩灯控制器,使我们觉得这个课程设计十分有意义。
接到题目后我们小组的人去图书馆借了一些书籍、参照网络上的一些资料,再加上老师的悉心指导,设计出了一个与生活中密切相关的彩灯,通过了本学期对数字电路和模拟电路的学习,我们感到现在设计这样的一个节拍速度渐变彩灯控制器是非常有必要的,因为这能够考察我们对书本上的知识是否已掌握好,并对所学知识进行巩固和加深。
但是第一次做实物,所以觉得还有有不小的压力。
做实物比在软件里面仿真难度大了不少,因为,稍不细心就可能会使哪个芯片烧坏或者哪条线路没有接牢固,这都会使得在实验中没法得到正确的结果,因而会有一些挑战与难度。
这次设计用到了一些在实验中比较常用的电子器件,从设计总体上来说,与我们来说,只要认真的去做的话,我们能在规定的时间内做出来。
但是还是需要我们组里几位成员互相合作,相互帮助,才能更好的完成任务的,这样极大的培养了我们的团队合作的精神。
通过本次课程设计的锻炼,我学到了很多有关节拍速度渐变的彩灯控制器的设计方法与工作原理。
期间也碰到不少问题,但只要仔细的揣摩也能找到解决的方法。
慢工出细活,过程是很重要的,只有认真努力细心坚持的去做,才能取得满意的结果。
虽然实验之前的仿真我们做得很好,并且设计了好几种实验方案,也都具体地画出了电路图,但是在具体地实验过程中还是遇到了不小的困难。
在仿真中,我们所有的的元件都是知道其参数的,在实验中,我们知道的只是元件的理论上的参数,实际上因为元件经过多次使用,其性能会有所变化,与理论值有点出入,但我们在仿真时又是要求十分精确的,这就导致了实验中的结果出现差错时,我们需要改动的地方就很多。
单相半波可控整流带电阻负载的工作情况:电阻负载的特点:电压与电流成正比,两者波形相同。
触发延迟角:从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a 表示,也称触发角或控制角。
导通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用θ表示 。
直流输出电压平均值:VT 的a 移相范围为180︒通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式简称相控方式。
Rau1i dbcde⎰+=+==παααπωωπ2cos 145.0)cos 1(22)(sin 221222d U U t td U U (3-1)带阻感负载的工作情况:阻感负载的特点:电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系:bcdefddVT2I I παπ-=(3-5) d2dVT 2)(21I t d I I παπωππα-==⎰(3-6) ddVD R I I παπ2+=(3-7)d 22dVD 2)(21R I t d I I παπωπαππ+==⎰+(3-8)单相半波可控整流电路的特点:1.VT 的a 移相范围为180︒。
2.简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
bcdefgi V a单相桥式全控整流电路 带电阻负载的工作情况:数量关系:a 角的移相范围为180︒。
向负载输出的平均电流值为:流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半,即:2cos 145.0212d dVTα+==R U I I (3-10)bcdu V图3-5 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形⎰+=+==παααπωωπ2cos 19.02cos 122)(d sin 21222d U U t t U U (3-9)2cos 19.02cos 12222d d ααπ+=+==R U R U R U I (3-11)流过晶闸管的电流有效值:变压器二次测电流有效值I 2与输出直流电流I 有效值相等:不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量 S =U 2I 2。
电力电子技术中的PWM调制技术是什么在电力电子技术领域中,脉宽调制(PWM)技术是一种常用的调节电压或电流的方法。
PWM技术通过改变电压或电流的占空比(即高电平与总周期的比值)来实现对输出的调整。
本文将介绍PWM调制技术的基本原理及其应用。
一、PWM调制技术的基本原理PWM调制技术的基本原理是通过调节信号的脉冲宽度来控制输出电压或电流的大小。
PWM信号通常由一个固定频率的基准信号和一个可变宽度的调制信号叠加而成。
根据调制信号的宽度,可以将基准信号分为高电平和低电平两部分,从而实现对输出信号的控制。
PWM调制技术的原理可以通过以下公式来表示:V_avg = (D/T) * V_ref其中,V_avg表示输出电压(或电流)的平均值,D表示调制信号的脉冲宽度,T表示基准信号的周期,V_ref表示基准电压(或电流)。
通过调整调制信号的占空比D/T,可以实现对输出信号的精确控制。
当D/T=0时,输出信号的平均值为0;当D/T=1时,输出信号的平均值等于基准信号的幅值。
通过改变D/T的值,可以在这两个极限之间调节输出信号的大小。
二、PWM调制技术的应用1. 电力转换器在电力转换器中广泛应用PWM调制技术。
通过PWM技术,可以精确控制电力转换器的输出波形,以满足不同的需求。
例如,在直流-交流变换器(DC-AC)中,PWM技术可以用来实现对输出交流电压的频率和幅值的调节。
在交流-直流变换器(AC-DC)中,PWM技术可以用于实现对输出直流电压的稳定控制。
2. 变频驱动器PWM调制技术也被广泛应用于变频驱动器中。
变频驱动器通过调节电机的频率和电压,实现对电机转速的控制。
PWM技术可以精确地控制电机供电的电压和频率,从而实现对电机转速的调节。
这种调制方法可以提高电机的效率和响应速度。
3. LED调光在LED照明领域,PWM调制技术被用于实现LED的调光。
通过改变PWM信号的占空比,可以控制LED的亮度。
由于LED的亮度与电流的关系是非线性的,PWM调制技术可以提供更精确的亮度控制,而且可以降低功耗。
单相半波可控整流带电阻负载的工作情况:电阻负载的特点:电压与电流成正比,两者波形相同。
触发延迟角:从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a 表示,也称触发角或控制角。
导通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用θ表示 。
直流输出电压平均值:VT 的a 移相范围为180︒通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式简称相控方式。
ω ω ω ω tTVR0 au1u2uVu di dω t 1π 2 πtttu2u gu d u Vα θ 0 bcde0 0⎰+=+==παααπωωπ2cos 145.0)cos 1(22)(sin 221222d U U t td U U (3-1)带阻感负载的工作情况:阻感负载的特点:电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系:ω ttω ω tω tω u2ω t1π2 πtugudid0 uVθ αbcdef+ +ddVT2I I παπ-=(3-5) d2dVT 2)(21I t d I I παπωππα-==⎰(3-6) ddVD R I I παπ2+=(3-7)d 22dVD 2)(21R I t d I I παπωπαππ+==⎰+(3-8)单相半波可控整流电路的特点:1.VT 的a 移相范围为180︒。
2.简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
u 2u di du Vi V I dI dω t1ω tω tω tω tω tω tO OOOO Oπ -α π + αbcdefgi V R a单相桥式全控整流电路 带电阻负载的工作情况:数量关系:a 角的移相范围为180︒。
向负载输出的平均电流值为:流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半,即:2cos 145.0212d dVTα+==R U I I (3-10)u ( i ) π ω tω tω t0 i 2u d i dbcdddα α u V1,4图3-5 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形⎰+=+==παααπωωπ2cos 19.02cos 122)(d sin 21222d U U t t U U (3-9)2cos 19.02cos 12222d d ααπ+=+==R U R U R U I (3-11)流过晶闸管的电流有效值:变压器二次测电流有效值I 2与输出直流电流I 有效值相等:不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量 S =U 2I 2。
电力电子技术总结
标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
1、电力电子技术的概念:所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
2、电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件,属于半控型器
件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。
4、70年代后期,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)和电力场效
应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展。
5、全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控制既可使其开通又可使其关
断。
6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起,构成电力电子集成电路
(PIC)。
第二章
1、电力电子器件的特征
◆所能处理电功率的大小,也就是其承受电压和电流的能力,是其最重要的参数,
一般都远大于处理信息的电子器件。
◆为了减小本身的损耗,提高效率,一般都工作在开关状态。
◆由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。
◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件,在其工作时一般都需要安装散热器
2、电力电子器件的功率损耗
3、电力电子器件的分类
(1)按照能够被控制电路信号所控制的程度
◆半控型器件:主要是指晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件。
器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。
◆全控型器件:目前最常用的是 IGBT和Power MOSFET。
通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断。
◆不可控器件: 电力二极管(Power Diode) 不能用控制信号来控制其通
断。
(2)按照驱动信号的性质
◆电流驱动型 :通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。
◆电压驱动型
仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控
制。
(3)按照驱动信号的波形(电力二极管除外 )
◆脉冲触发型
通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控
制。
◆电平控制型
必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件
开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。
4、几种常用的电力二极管:普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管
通态损耗
断态损耗
开关损耗
开通损耗
关断损耗
肖特基二极管优点在于:反向恢复时间很短(10~40ns),正向恢复过程中也不会有明
显的电压过冲;在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小,明显低于快恢复二极管;
因此,其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小,效率高。
弱点在于:当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求,因
此多用于200V以下的低压场合;反向漏电流较大且对温度敏感,因此反向稳态损耗不
能忽略,而且必须更严格地限制其工作温度。
5、晶闸管除门极触发外其他几种可能导通的情况
◆阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 ◆阳极电压上升率du/dt过高
◆结温较高 ◆光触发
6、延迟时间td ~ 上升时间tr ~3us) 开通时间tgt=td+tr
反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间tgr 关断时间tq=trr+tgr
7、GTO(门极可关断晶闸管)是晶闸管的一种派生器件,但可以通过在门极施加负的脉
冲
电流使其关断,因而属于全控型器件。
8、◆开通时间ton 延迟时间与上升时间之和。
◆关断时间toff 一般指储存时间和下降时间之和,而不包括尾部时间。
9、电力场效应晶体管(电力MOSFET)特点:
◆驱动电路简单,需要的驱动功率小。 ◆开关速度快,工作频率高。
◆热稳定性优于GTR。◆电流容量小,耐压低,多用于功率不超过10kW的电力电子装
置。
10、绝缘栅双极晶体管开关特性:
开通过程:开通延迟时间td(on) 电流上升时间tr 电压下降时间t
fv
开通时间ton= td(on)+tr+ tfv tfv分为tfv1和tfv2两段。
关断过程:关断延迟时间td(off) 电压上升时间trv 电流下降时间t
fi
关断时间toff = td(off) +trv+tfi tfi分为tfi1和tfi2两段
11、硅的禁带宽度为电子伏特(eV)
12、功率集成电路与集成电力电子模块特点:可缩小装置体积,降低成本,提高可靠
性。对工作频率高的电路,可大大减小线路电感,从而简化对保护和缓冲电路的要求。
功率集成电路与集成电力电子模块发展现状:
◆功率集成电路的主要技术难点:高低压电路之间的绝缘问题以及温升和散热的处
理。
◆以前功率集成电路的开发和研究主要在中小功率应用场合。
◆智能功率模块在一定程度上回避了上述两个难点,最近几年获得了迅速发展。
◆功率集成电路实现了电能和信息的集成,成为机电一体化的理想接口。
第三章
1、整流电路的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
2、◆单相全波与单相全控桥的区别
单相全波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应地,门极驱动电路也少2个;但是晶闸
管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个。
从上述后两点考虑,单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。
3、变压器漏感对整流电路影响的一些结论:
出现换相重叠角,整流输出电压平均值Ud降低。
整流电路的工作状态增多。
晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通,有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的
di/dt。
换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。
换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。
4、无功的危害:◆导致设备容量增加。◆使设备和线路的损耗增加。◆线路压降增大,冲击性负载
使电压剧烈波动。
谐波的危害 ◆降低发电、输电及用电设备的效率。 ◆影响用电设备的正常工作。 ◆
引起电网局部的谐振,使谐波放大,加剧危害。 ◆导致继电保护和自动装置的误动作。 ◆对
通信系统造成干扰。
5、逆变(invertion):把直流电转变成交流电的过程。
6、变流电路的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交
流电供给负载,称为无源逆变。
7、产生逆变的条件
要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。
要求晶闸管的控制角a>π/2,使Ud为负值。
两者必须同时具备才能实现有源逆变。
8、半控桥或有续流二极管的电路,因其整流电压ud不能出现负值,也不允许直流侧出现负极性的
电动势,故不能实现有源逆变,欲实现有源逆变,只能采用全控电路。
第五章
第七章
1、PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,即通过对
一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。
2、PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛,对逆变电路的影响也最为深刻
第八章
1、现代电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化,同时对装置的效率和电磁兼容性
也提出了更高的要求。
2、软开关电路的分类
◆根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断,可以将软开关电路分
成零电压电路和零电流电路两大类,个别电路中,有些开关是零电压开通的,另一些开
关是零电流关断的。
◆根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路
和零转换PWM电路。
电路 优点 缺点 功率范围 应用领域
正激 电路较简单,成本低,可靠性高,驱动电路简单 变压器单向激磁,利用率低 几百W~几kW 各种中、小
功率电源
反激 电路非常简单,成本很低,可靠性高,驱动电路简单 难以达到较大的功率,变压器单向激磁,利用率低 几W~几十W 小功率电子
设备、计算
机设备、消
费电子设备
全桥 变压器双向励磁,容易达到大功率 结构复杂,成本高,有直通问题,可靠性低,需要复杂的多组隔离驱动电路 几百W~几百kW 大功率工业
用电源、焊
接电源、电
解电源等
半桥 变压器双向励磁,没有变压器偏磁问题,开关较少,成本低 有直通问题,可靠性低,需要复杂的隔离驱动电路 几百W~几kW
各种工业用电
源,计算机电
源等
推挽 变压器双向励磁,变压器一次侧电流回路中只有一个开关,通态损耗较小,驱动简单 有偏磁问题 几百W~几kW 低输入电压
的电源