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电力电子技术(第4版)第1讲 绪论

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电力电子技术 ---1绪论

电力电子技术 ---1绪论

◆家用电器
☞电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大 量能源，正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。 ☞空调、电视机、音响设备、家用计算机， 不少洗 衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。
◆其它
☞航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天 器也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。 ☞抽水储能发电站的大型电动机需要用电力电子技术 来起动和调速。超导储能是未来的一种储能方式，它需 要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。
4. 电力电子技术的应用
■电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于 一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信 系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调 等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。 ◆一般工业 ☞工业中大量应用各种交直流电动机，都是 用电力电子装置进行调速的。 ☞一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等 近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。
切换电阻方式 电 车 调 速 方 式 的 发 展
斩波电路方式
逆变电阻方式
◆电力系统
☞据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以 上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。 ☞直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送 电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置，而 轻型直流输电则主要采用全控型的IGBT器件。近年发展起来 的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现 的。 ☞晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、 静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等电力电 子装置大量用于电力系统的无功补偿或谐波抑制。在配电网 系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压 跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。 ☞在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源， 给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

电力电子教材重点知识点总结范文

电力电子教材重点知识点总结范文

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。

西安交大电力电子技术ppt讲义第1章_绪论

西安交大电力电子技术ppt讲义第1章_绪论

11/21
1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 一般认为，电力电子技术的诞生是以 年 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管为标志的 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
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1.2 电力电子技术的发展史
图1-1 描述电力电子学的倒三角形 6/21
1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电子学
电子学——电子器件和电子电路两大分支，分别与电力 电子器件和电子电路两大分支， 电子学 电子器件和电子电路两大分支 电子器件和电力电子电路相对应。 电子器件和电力电子电路相对应。 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子器件制 造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的， 造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的， 其大多数工艺也是相同的。 其大多数工艺也是相同的。 电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致 的。 二者应用目的不同，前者用于电力控制和变换， 二者应用目的不同，前者用于电力控制和变换，后者用 于信息处理。 于信息处理。 在信息电子技术中，半导体器件既可处于放大状态， 在信息电子技术中，半导体器件既可处于放大状态，也 可处于开关状态； 可处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗 过大，电力电子器件总是工作在开关状态。 过大，电力电子器件总是工作在开关状态。
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1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电力学
电力电子技术广泛用于电气工程中， 电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电 子学和电力学的主要关系。 电力学” 子学和电力学的主要关系。“电力学”这个术语 在我国已不太应用，可用“电工科学” 在我国已不太应用，可用“电工科学”或“电气 工程”取代之。 工程”取代之。 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、静 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中， 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中， 因此无论是国内国外， 因此无论是国内国外，通常都把电力电子技术归 属于电气工程学科。 属于电气工程学科。电力电子技术是电气工程学 科中的一个最为活跃的分支。 科中的一个最为活跃的分支。

电力电子技术 绪论0

电力电子技术 绪论0

通常把计算机的作用比做人的大脑，电力 电子技术连同运动控制一起，可比做人的 肌肉和四肢，使人能够运动和从事劳动。 只有聪明的大脑，没有灵巧的四肢甚至不 能运动的人是难以从事工作的。肌肉和四 肢正是大脑思维与外界运动事物之间的输 出接口。人的感官是检测反 要的作用，有着十分光明的未来。
航空航天、军事设施、船舶、电力机车、地 铁、磁悬浮列车、石油石化、冶金、机器人、 科学实验等等，从工业生产到社会生活，各 行各业的电气自动化、机电一体化水平的不 断提高，都需要各式各样的特种电源装置， 需要运用电力电子技术进行多种电力变换与 控制。 电力电子技术的研究内容： 通常把电力电子技术分为电力电子器件制 造技术和变流技术两个分支。变流技术也 称为电力电子器件的应用技术，
为了使电力电子装置的结构紧凑、体积 减小，常常把若干个电力电子器件及必要的 辅助元件做成模块化的形式，比如把驱动、 逻辑、控制、检测、保护电路和功率器件集 成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目 前功率集成电路的功率都还较小，着重于中 小功率应用，但这代表了电力电子技术发展 的一个重要方向。
PE技术的不断迅速进步给电气工程、机械类 学科的现代化以巨大的推动力，是保持电气 工程、机电工程活力的重要源泉。 PE与控制理论 要使各种各样的设备和装 置的性能满足人们日益增长的各种需要，离 不开完善的自动控制技术。各种先进的控制 方法、计算机控制技术（弱电系统）正是通 过PE这一接口，与强电系统或机械系统（控 制对象）融为一体，实现高性能的控制效果。 只靠强电系统或机械系统本身实现复杂的自 动控制是很困难的，而且体大笨拙。

PE和电力学 PE是弱电控制强电的技术， 可以说是强弱电之间的接口。它所控制的 对象往往都和电力有关，比如交、直流电 机、伺服控制电机等电力传动或机电系统， 电力系统的无功补偿、励磁、电加热等。 电力电子技术是电气工程学科中的一个最 为活跃的分支。本来电气工程（电力学） 领域（包括电力传动和电力系统）以及机 械类学科领域发展的历史很长，传统的东 西很多，也很成熟，然而单靠这些传统技 术已经无法适应时代发展的要求，

电力电子技术基础 第1章 绪论

电力电子技术基础 第1章 绪论
、电力变换的基本原理
4）AC/AC变换
下图也是用两个开关组成的简单变流电路，输入端接的是交流电us。
每个开关与一个二极管串联表示流过开关的电流方向 是单向的。这是因为在实际电路中这两个开关采用晶闸管， 晶闸管是单向导电的。
如果开关K1和K2都采取通断控制，则可以将 交流电变为交流电，即AC/AC变换。
控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置的性能满足各种需求; 电力电子技术可以看成弱电控制强电的接口，控制理论是实现该接口的
强有力纽带。
第1章 绪论
1.1电力电子技术的定义
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术， 是使用器件对电力进行变换和控制的技术。 这个器件指的是功率半导体器件，也称为电力电子器件。
用倒三角描述，如图所示。
电子学
电路、器 件
电力 电子技术
连续、离散
控制 理论
静止器、旋转电机
电力学
3
第1章 绪论 1.1电力电子技术的定义
电子技术
• 所用器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器 、电感、电容。
• 完成功能： 信号产生、变换、存 储、发送、接收。
• 基础理论： 电路、磁路、电磁场
这四类变换器将在后继章节中详细论述，下面简单介绍电力变换的基本原理8 。
第1章 绪论 1.2电力变换的基本原理
上述的电力变换中使用的电力电子器件都是工作在开关状态。 电力电子器件为什么工作在开关状态？ 为了使器件的功率损耗(P=UI)最小： 器件开通时，通过的电流i很大，但器件上的电压u≈0 器件断开时，承受的电压u很高，但流过的电流i≈0
4
第1章 绪论
1.1电力电子技术的定义
电子学
电力学
电路、器 件

王兆安《电力电子技术》第四版_课后习题答案（影印版）

王兆安《电力电子技术》第四版_课后习题答案（影印版）

第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。

或者U AK >0且U GK >01.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1，I 2，I3解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+Π=Π∫ΠΠt ω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=Π∫ΠΠwt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈Π+=Π∫ΠΠwt d t ϖ c) Id3=∫Π=Π20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=Π∫Πt d ω 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) Im135.3294767.0≈≈IA, Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0A I≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41=1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通 的条件。

电力电子第1章

1) 正向伏安特性
晶闸管在门极开路(IG=0)的情况下，在阳
极与阴极间施加一定的正向阳极电压，器 件也仍处于正向阻断状态，只有很小的正 向漏电流流过。 外加的阳极正向电压在其转折电压以下时， 只要在门极注入适当的电流(一般为毫安 级)，器件也会立即进入正向导通状态 。
1.2.1 晶闸管的阳极伏安特性
1.4 双向晶闸管
双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性图
1.4 双向晶闸管
双向晶闸管（TRIAC）内部结构可看 做两只普通晶闸管反向并联，引出的 三个端子为主极T1，T2和门极G。它 具有正、反向对称的伏安特性，主要 参数有断态重复峰值电压和额定通态 电流，因双向晶闸管正
、反向都能触发导通，所以额定通态 电流为有效值。
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件 上的正向峰值电压。
反向重复峰值电压URRM
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件 上的反向峰值电压。
通态（峰值）电压UT
——晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的 瞬态峰值电压。
1.3.2 晶闸管的电流参数
通态平均电流 IT(AV）
通常规定为hFE下降到规定值的1/2~1/3时所对 应的Ic 。 实际使用时要留有裕量，只能用到IcM的一半或 稍多一点。
1.5.2 功率晶体管的特性
集电极最大耗散功率PcM
最高工作温度下允许的耗散功率。 产品说明书中给PcM时同时给出壳温TC，间接 表示了最高工作温度 。
1.6 功率场效应晶体管
第1章 晶闸管概述
晶闸管是由多种器件组成的家族，而 被广泛使用的普通晶闸管则是这个家 族中的一员，俗称可控硅整流器 （SCR，Silicon Controlled Rectifier），简称可控硅，其规范 术语是反向阻断三端晶闸管。

电力电子技术-绪论

30
教材介绍
电力电子技术 王兆安 刘进军主 编 机械工业出版社，2009年 机械工业出版社，2009年
31
参考教材1 参考教材
电力电子技术》 《电力电子技术》 丁道宏主编 航空工业出版社 ，1999
32
参考教材2 参考教材
电力电子技术》 《电力电子技术》 徐德鸿、 徐德鸿、马皓等编写 2006 年，科学出版社
14
电力半导体器件的发展
晶闸管（ 晶闸管（ SCR ）
开关频率低，直流输电等大功率领域， 开关频率低，直流输电等大功率领域， 10000V、 10000V、6000A
大功率晶体管（ 大功率晶体管（GTR）
开关频率较低，低饱和压降，几百千瓦以下， 开关频率较低，低饱和压降，几百千瓦以下， 1000A/1200V
控制 理论
8
控制理论（ 与控制理论（自动化技术）的关系
•
控制理论广泛用于电力电 子系统中
电子学 电力学 G 电力
•
电力电子技术是弱电控制 强电的ห้องสมุดไป่ตู้术， 强电的技术，是弱电和强 电的接口， 电的接口，控制理论是这 种接口的有力纽带 种接口的有力纽带 电力电子装置是自动化技 术的基础元件和重要支撑 基础元件和重要 术的基础元件和重要支撑 技术
功率MOSFET 功率MOSFET
开关频率高，可上MHz，高压器件通态压降大， 开关频率高，可上MHz，高压器件通态压降大，中小功率低压场合 MHz
IGBT：
开关频率较高，一般低于50kHZ，10MW级 将取代GTR、 开关频率较高，一般低于50kHZ，10MW级，将取代GTR、 50kHZ GTR GTO
36
成绩构成
平时成绩30%(出勤，作业) 平时成绩30%(出勤，作业) 30%(出勤 考试成绩70% 考试成绩70%

电力电子技术第一次课(绪论)

肖特基二极管的弱点
反向耐压提高时正向压降会提高，多用于200V以下。 反向稳态损耗不能忽略，必须严格地限制其工作温度。
肖特基二极管的优点
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。 反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管。 效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。
模拟电子技术
数字电子技术
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
电子技术一般即指信息 电子技术，广义而言，也包 括电力电子技术。
电力电子技术——使用电力电子 器件对电能进行变换和控制的技 术，即 应用于电力领域的电子技术。
目前电力电子器件均用半导体制 成，故也称电力半导体器件。 电力电子技术变换的“电力”， 可大到数百MW甚至GW，也可 小到数W甚至mW级。
2）电流定额
通态平均电流 IT(AV） ——在环境温度为40C和规定的冷却状态下， 稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最 大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定 电流的参数。
电力变换四大类
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
表1 电力变换的种类
输入
输出
直流
交流
交流
整流
交流电力控制 变频、变相
直流
直流斩波
逆变
进行电力变换的技术称为 变流技术。
与相关学科的关系
电力电子学 (Power Electronics)名称60年代 出现。
1974年，美国的W. Newell用图1的倒三角形 对电力电子学进行了描 述，被全世界普遍接受 。
两大分支
电力电子器件制造技术 电力电子技术的基础，理论基础是半导体 物理。
变流技术（电力电子器件应用技术） 用电力电子器件构成电力变换电路和对其 进行控制的技术，以及构成电力电子装置 和电力电子系统的技术。 电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。

电力电子技术绪论(ppt 50页)


由上可知：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，是从以低 频技术处理问题为主的传统电力电子技术，向以高 频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展 。所以电力电子技术的发展主要分为两个阶段：
1）传统电力电子技术：
时 间：1957年～1980年。
典型产品：晶闸管及其派生器件。 两个分支： ①微电子学——以晶体管集成电路为核
国际电气和电子工程师协会（IEEE）的电力电子学 会对电力电子技术的定义：
有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论 以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控 制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等 方面的变换。
王兆安编著的教材的定义：就是使用电力电子器件对 电能进行变换和控制的技术。
本教材的定义：
逆变器：指完成逆变的电力电子装置。
有源逆变：将逆变电路的交流侧接到交流电
逆 变
网上，把直流电逆变成同频率的
电
交流电反送到电网中去。
路 无源逆变：将逆变电路的交流侧直接接到负
载上，把直流电逆变成某一频率
或可变频率的交流电供给负载。
③整流电路：将交流电能转换为直流电能的电路。
也称AC/DC变换电路。
整流器：完成整流任务的电力电子装置。
电力电子技术是与电能处理相关的技术学 科。将电子技术与控制技术应用到电力领域， 通过电力电子器件组成各种电力变换电路，实 现电能的转换与控制，称为电力电子技术，或 电力电子学。
从工程的对象和内容及手段几方面理解电 力电子技术。 ❖ 对象：能量中的电能 ❖ 内容：对电能的变换和控制 ❖ 手段：利用电力电子器件（半导体器件）
型晶体管（IGBT）等。
特 点：集成化、高压、大电流；
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电力电子技术
绪论
目前计算机电源占其设备的一半空间，使用开关电 源将使其小型化，研究表明，开关电源的工作频率从 20kHz 提 高到 1MHz,则电源中的 DC/DC 变换器的体积将缩小为原来的 1/7。 （5）汽车电子化： 高级汽车电动机控制系统 （6）家用电器： 调光灯、高频荧光灯、通风取暖设备、微波炉以及众多电动 机驱动设备都离不开电力电子技术。
Rs R1 Io R1 Vs Vo + Vs RL Vo
12V
R2
Vs
Io
12V
R2
(a)
(b)
(c)
图 0-2 分压电路图
电力电子技术
绪论
R2 R1 R 2 3 .3 12

，若 R1=1kΩ，可以算出 R2=379Ω，运用电工学
中所学的知识，可得到所设计的电源等效内阻为：
RS R1 R 2 R1 R 2 275
电力电子技术
绪论
不控型：不能用控制信号来控制开通和关断的功率半导 体器件，如电力二极管； 半控型：能用控制信号控制器导通，但不能控制其关断 的功率半导体器件，如晶闸管（SCR）及其派生器件（GTO 除外） ； 全控型：能用控制信号控制器导通和关断的功率半导体 器件 GTR， GTO， （静电感应晶闸管）， SITH IGBT， MOSFET， SIT（静电感应晶体管） ，MCT，IPM（集成功率模块） ，PIC （功率集成电路）等。
IGCT 3500A/6000V
电力电子技术
绪论
图 0-5 电流电压等级示意图
电力电子技术
绪论
电力电子技术课程教学大纲
课程编号： 学时：40 学分：2.5 开课学期：5 英文名称 ：POWER ELECTRONICS TECHNOLOGY 课程性质：专业指选课 开课专业：自动化 一、课程目的和任务 通过学习各种电力电子器件及电力电子电路的特性和使用方法，使学生了解电 力电子学科的发展动向，掌握各类变流装置的基本原理、控制方法、设计计算方法、 参数选择等，使学生具有较强的独立进行实验操作的技能，具有分析解决实验中各 类问题的能力。为电力电子建模与仿真、电力拖动自动控制系统、交流调速技术等 课程的学习打好基础。 二、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求） 1、熟悉和掌握晶闸管、GTR、GTO、电力 MOSFET、IGBT 等电力电子器件的 结构、原理、特性和使用方法； 2、熟悉和掌握各种基本整流电路的工作原理、输出波形，掌握不同性质负载对 电路工作特性的影响，并能对上述电路进行初步的设计计算； 3、熟悉和掌握直流斩波电路、逆变电路、交流—交流电力变换电路的结构特点、 工作原理、波形分析和控制方法； 4、掌握 PWM 技术的工作原理和控制特性； 5、掌握基本变流装置的调试实验和调试方法；
连续、离散
机
控制 理论
图 0-1 电力电子学图示
（模拟电子技术、数字电子技术又被称为信息电子技术）
电力电子技术
绪论
电力电子技术的定义：国际电气与电子工程师协会（IEEE）对 电力电子技术的定义为“有效地使用电力半导体器件，应用电路 和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控 制的一门技术， 它包括电压、 电流和频率、 波形等方面的变换。 ” 国内定义：以电力为处理对象的电子技术。具体地说，电力电 子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 电力电子的出现，在强电和弱电两大领域之间构筑了桥梁，为 生产过程的自动化和信息化奠定了强有力的基础。
电力电子技术
绪论
第五章 交流—交流电力变换电路 (3 学时) 重点掌握单相相控式交流调压电路，掌握三相相控式交流调压电路，掌握交流 调功电路， 掌握单相输出交—交变频电路，了解三相输出交—交变频电路， 第六章 逆变电路 (4 学时) 掌握换流方式，重点掌握电压型逆变电路，掌握电流型逆变电路，了解多重逆 变电路和多电平逆变电路。 第七章 脉宽调制（PWM）技术 (3 学时) 重点掌握 PWM 控制的基本原理，掌握 PWM 逆变电路的控制方式，了解 PWM 逆变电路的谐波分析，了解跟踪型 PWM 控制技术，了解 PWM 整流电路及其控制方法。 实验一：单相半波可控整流电路实验； （2 学时） 实验二：单相桥式半控整流电路实验； （2 学时） 实验三：三相半波可控整流电路实验； （2 学时） 实验四：三相桥式全控整流电路实验。 （2 学时） 四、教学方法及手段 为适应新的课程内容体系，主动采用新方法、新手段进行教学，采用多媒体辅助教 学。积极使用 CAI 课件，开展电化教学成为主要手段，积极准备利用校园教学网络 开展对学生课外辅导。提高教学的互动性，方便了学生的学习和问题的及时解决。 提倡并探索多种形式的教学方式、考试方式，强调期末考试 电力电子技术的发展史
电力电子器件发展历史： （1）传统电力电子技术（1956～1980） 1956 年美国贝尔公司 发明了 PNPN 可触发晶体 管， 1957 年通用电器 （GE） 进行了商业化开发，并命 名为晶体闸流管，简称为晶闸管（thyristor）或可控硅（silicon controlled rectifier—SCR） 。
电力电子技术
绪论
（2）现代电力电子技术（1980～） ●以全控型（IGBT）为核心； ●特点：全控型，器件品种多、可靠性高，控制数字化、 集成化，高频化(GTO：1-2kHz，GTR：<5kHz，有的可达数百 kHz，SIT：10MHz)，多功能（除开关功能外，还增加驱动保护 功能） ，智能化； • 缺点：容量低。
等效电路如图（b）所示， 输出特性显然这个电源在 没有电流输出时，其输出 电压为 3.3V；有电流输出时， 其输出电压为 u o
uo
3.3V
0
图 0-3 分压器输出特性
12mA
io
3 .3 2 7 5 io ， io 为输出电流或负载电流。
电力电子技术
绪论
可以看出，随着电流增加输出电压线性下降，当输出电流 为 12mA 时，所设计的电源输出电压为零。也就是说，这个电 源对负载变化没有调节能力。 理想电压源输出电压不会随输出电流增大而下降，也就是 说输出电压对负载变化应该具有 100%的调节性能， 从电路角度 看，即电源等效内阻为零。 图 0-2（C）电压跟随器电路，显然其输出电压较分压器稳 定的多，电路中除了电阻损耗外，另附加了晶体管损耗。在大 功率应用中，大量的能量损耗在晶体管上，这些热量必须通过 散热器散掉，其效率也很低。
件
1974 年，美国学者 W.Newell 提出：电力 电子学是由电子学（器件、电路） 电力 、 学（静止变换器、旋转电机） 、控制理论 （连续、离散）三个学科交叉形成的。 现已与模拟电子学、数字电子学并列成 为三大电子学。如图 0-1 所示。
静
电子学
电力学
旋 、 电 转
止 器
电 路 、 器
电力 电子技术
电力电子技术
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国内情况： ●1960 年我国研究成功硅整流管（Silicon Rectifying Tube/Rectifier Diode） ●1962 年我国研究成功晶闸管（Thyristor） ●上世纪 70 年代出现电力晶体管 （Giant Transistor－GTR） 、 电力场效应管（Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor－MOSFET）
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6 了解电力电子学科的发展动向。 三、教学内容与学时分配 第一章 绪论（1 学时） 掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史，电能变换技 术在国民经济中的作用及其发展前景，电力电子器件特点及其技术应用，了解本课 程在专业中的地位、任务及教学基本要求。 第二章 电力电子器件 (7 学时) 掌握各种电力二极管, 重点掌握半控型器件：晶闸管（SCR）工作原理、特性、 主要参数；掌握典型全控型器件：GTO、电力 MOSFET、IGBT；了解 IGCT、MCT、 SIT、 STIH 等其他电力电子器件； 掌握包括 SCR、 GTO、 电力 MOSFET、 GTR、 IGBT 等电力电子器件的驱动电路， 掌握电力电子器件的保护；掌握电力电子器件的串并 联。 第三章 整流电路 (12 学时) 重点掌握单相可控整流电路，三相可控整流电路，掌握变压器漏抗对整流电路 的影响，了解整流电路的谐波和功率因数， 掌握整流电路的有源逆变工作状态，了 解晶闸管直流电动机系统，掌握相位控制电路的驱动控制。 第四章 直流斩波电路 (2 学时) 重点掌握降压斩波电路，升压斩波电路，掌握升降压斩波电路，掌握复合斩波 电路及多相多重斩波电路。
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输出功率 P 设 u in
输出
u o io , P输 入 u in io ,效率
Po Pin

u o io u in i o

uo u in
15V
， uo
3 .3
则效率

uo u in

3 .3 15
22%
通过上述分析，可以看出变换器设计必须考虑两个方面问 题： 1.输出参数（电压）的稳定问题； 2.变换效率问题；效率很低的变换电路几乎没有应用价值。
绪论
绪
论
0.1 电力电子技术的概念 0.2 电力电子技术的发展史 0.3 电力电子技术的主要内容 0.4 电力电子技术的应用与未来
电力电子技术
绪论
0.1
电力电子技术的概念
电力电子学，(Power Electronics)，出现于 20 世纪 60 年代。 又名：功率电子学、电源处理(Power Management)
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70 年代后期，功率场效应管（POWER MOSFET）开始进 入实用阶段，这标志着电力半导体器件进入高频化阶段。 以晶闸管为核心 特点：半控型，移相技术，分立元件； 缺点： ●器件品种少、可靠性差、控制模拟化，半控型需要强迫 关断电路，整机体积大、份量重、效率低； ●移相技术功率因数低，对电网产生谐波污染； ●分立结构工作频率低，应用范围受限制