电力电子学(陈坚)第一章课件

1.3 电力电子技术的应用
6) 其他 ➢ 不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，
用量也越来越大，但必须应用电力电子技术
➢ 航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中 为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需 采用电力电子技术
➢ 各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重 视。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力 质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量， 这就需要电力电子技术。
✓ 也称为电力电子学。 ✓ 利用电力电子开关器件组成电力开关电路，利用集成电路和微处理器构成
信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，经济有效 地实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、 相位和波形的变换和控制。 ✓ 是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。 ✓ 电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲
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1.1 电力电子学科的形成（续4） 3.电力电子技术(Power Electronics)
✓ 典型的电力电子系统框图
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1.2 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法 1.电力变换的类型 2.交流机组实现电力变换 3.利用开关器件实现电力变换的基本原理
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1.电力变换的类型
✓ 电源可分为两类：
1.3 电力电子技术的应用
5) 家用电器
➢ 照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电子照明 电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为 “节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯和日光灯
➢ 变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子 之一。电视机、音响设备等电子设备的电源部分也都需要 电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电 器也应用了电力电子技术。

aInCInE InCIE a(1a)
In B(1a)In E(1a)IE
IEICIB
IC IC 0 BIn C ICB a O IE IC a(1 a )IB IC 0( B 1 a )
ICIB(1)IC0B
ICIB
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2.2.2 三极管的静态特性 三极管输入、输出特性
电力电子学
——电力电子变换和控制技术（第二版）
第2章
半导体电力开关器件
2 半导体电力开关器件
2.1 电力二极管 2.2 双极结型电力晶体管BJT 2.3 晶闸管及其派生器件 2.4 门极可关断晶闸管GTO 2.5 电力场效应晶体管P－MOSFET 2.6 绝缘门极双极型晶体管IGBT *2.7 *2.8 自学 2.9 半导体电力开关模块和功率集成电路 本章小结
IFRIFrms /1.57
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半导体电力二极管的开关特性
开关过程，由导通状态转为阻断状态 并不是立即完成，它要经历一个短时 的过渡过程；
此过程的长短、过渡过程的波形对不 同性能的二极管有很大差异；
理解开关过程对今后选用电力电子器 件，理解电力电子电路的运行是很有 帮助的，因此应对二极管的开关特性 有较清晰的了解。
现今商品化的电力三极管的额定电压、电流大都 不超过1200V、800A; 已经淘汰
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2.3 晶闸管及其派生器件
晶闸管实物图
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2.3 晶闸管及其派生器件
2.3.1 逆阻型晶闸管SCR—两个三极管正反馈 2.3.2 逆导型晶闸管RCT 2.3.3 光控晶闸管LCT 2.3.4 双向晶闸管TRIACIGBT
状态： 导通、阻断
过程： 开通、关断
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半导体电力二极管的开关特性（续） 二极管开通及反向恢复过程示意图

同事的尊敬。他平易近人，乐于助人，对学生关怀备至，是一位难得的
良师益友。
对电力电子领域的展望
技术发展
随着科技的进步，电力电子技术在未来将继续发挥重要作用。新型电力电子器件和系统的 研发将为该领域带来更多创新应用，如电动汽车、可再生能源和智能电网等领域。
跨界融合
未来电力电子技术将与其他领域进行更紧密的结合，如信息处理、控制理论等。这种跨界 融合将为电力电子技术的发展带来更多可能性，推动相关产业的进步。
人才培养
随着电力电子领域的发展，对高素质人才的需求将进一步增加。未来需要加强电力电子领 域的教育和培训工作，培养更多具备创新能力和实践经验的专业人才。
THANKS
感谢观看
安全性和可靠性
电力电子设备和系统的安全性和可靠性是关键问 题，需要加强研究和测试，确保设备和系统的稳 定性和可靠性。
成本和价格
电力电子设备和系统的成本和价格较高，需要加 强成本控制和技术创新，降低成本和价格，促进 普及和应用。
电力电子的未来发展方向
高效能
进一步提高电力电子设 备和系统的能效和性能 ，满足更高的能源转换 和利用要求。
有盛誉。他不仅在学术期刊上发表了大量高质量论文，还为电力电子技
术的发展做出了杰出贡献。
02
教学风格
陈坚教授的教学风格严谨而不失生动，他能够将复杂的理论知识以易于
理解的方式传授给学生。许多学生表示，通过陈坚教授的授课，他们对
电力电子技术有了更深入的理解。
03
人格魅力
陈坚教授不仅在学术和教学方面表现出色，他的人格魅力也深受学生和
晶体管
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晶体管是电力电子技术中最基本的元件之一，具有控制电流大
小和方向的作用。

热效应来定义的，使用时应按有效值相等的原则来选取电 流定额，并应留有一定的裕量。
2、正向压降UF
指规定条件下，流过稳定的额定电流时，器件两端的 正向平均电压（又称管压降）。
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电力电子技术第一章
1.2.2 电力二极管的基本特性与参数
3、反向重复峰值电压URRM
指器件能重复施加的反向最高峰值电压（额定电 压）。此电压通常为击穿电压的2/3。使用中通常按照 电路中电力二极管可能承受的反向峰值电压的两倍来选 定此项参数。
图1-3 电力二极管的伏安特性
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电力电子技术第一章
1.2.2 电力二极管的基本特性与参数
二、 动态特性 （开关特性）
电力二极管的电压-电流特性
是随时间变化的
延迟时间：td= t1- t0, 电流下降时间：tf= t2- t1 反向恢复时间：trr= td+ tf 恢复特性的软度：下降 时间与延迟时间 的比值 tf /td，或称恢复系数，用 Sr表示。
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。
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电力电子技术第一章
1.2 不可控器件—电力二极管
➢1.2.1 电力二极管的工作原理 ➢1.2.2 电力二极管的基本特性与参数
一、电力二极管的伏安特性 二、电力二极管的开关特性 三、电力二极管的主要参数
Diode）常用于开关频率在1KHz以下的整流电路 中，其反向恢复时间在5μs以上，额定电流可 达数千安培，额定电压达数千伏以上。
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电力电子技术第一章
1.2.2 电力二极管的基本特性与参数
②快恢复二极管