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电力电子技术第五版复习资料第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。
第四章课后题：1、无源逆变和有源逆变电路有什么不同？答：与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有缘逆变。
当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
2、换流方式有哪几种？各有什么特点？答：器件换流:利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。
电网换流:由电网提供换流电压称为电网换流。
负载换流:由负载提供换流电压称为负载换流。
凡是负载电流的相位超前于负载电压的场合,都可以实现负载换流.当负载为电容性负载时,就可实现负载换流。
3、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？电压型逆变电路：直流侧是电压源或直流侧并联一个大电容。
特点:①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路：直流侧是电流源或直流侧串联一个大电感。
特点：①直流侧串联大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻抗负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不方向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
4、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？答：1）在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率。
直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管，当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。
电⼒电⼦技术-期末考试复习要点课程学习的基本要求及重点难点内容分析第⼀章电⼒电⼦器件的原理与特性1、本章学习要求1.1 电⼒电⼦器件概述，要求达到“熟悉”层次。
1）电⼒电⼦器件的发展概况及其发展趋势。
2）电⼒电⼦器件的分类及其各⾃的特点。
1.2 功率⼆极管，要求达到“熟悉”层次。
1）功率⼆极管的⼯作原理、基本特性、主要参数和主要类型。
2）功率⼆极管额定电流的定义。
1.3 晶闸管，要求达到“掌握”层次。
1）晶闸管的结构、⼯作原理及伏安特性。
2）晶闸管主要参数的定义及其含义。
3）电流波形系数k f的定义及计算⽅法。
4）晶闸管导通和关断条件5）能够根据要求选⽤晶闸管。
1.4 门极可关断晶闸管（GTO），要求达到“熟悉”层次。
1）GTO的⼯作原理、特点及主要参数。
1.5 功率场效应管，要求达到“熟悉”层次。
1）功率场效应管的特点，基本特性及安全⼯作区。
1.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT），要求达到“熟悉”层次。
1）IGBT的⼯作原理、特点、擎住效应及安全⼯作区。
1.7 新型电⼒电⼦器件简介，要求达到“熟悉”层次。
2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题：晶闸管是整流电路中⽤得⽐较多的⼀种电⼒电⼦器件，在进⾏有关晶闸管的电流计算时，针对实际流过晶闸管的不同电流波形，应根据电流有效值相等的原则选择计算公式，即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流I T对应的电流有效值。
利⽤公式I = k f×I d = 1.57I T进⾏晶闸管电流计算时，⼀般可解决两个⽅⾯的问题：⼀是已知晶闸管的实际⼯作条件（包括流过的电流波形、幅值等），确定所要选⽤的晶闸管额定电流值；⼆是已知晶闸管的额定电流，根据实际⼯作情况，计算晶闸管的通流能⼒。
前者属于选⽤晶闸管的问题，后者属于校核晶闸管的问题。
1）计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的⽅法是：⾸先从题⽬的已知条件中，找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数（如电流幅值、触发⾓等），据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I，考虑（1.5~2）倍的安全裕量，算得额定电流为I T = (1.5~2) I /1.57，再根据I T值选择相近电流系列的晶闸管。
课题四单结晶体管触发电路前面已知要使晶闸管导通，除了加上正向阳极电压外，还必须在门极和阴极之间加上适当的正向触发电压与电流。
为门极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。
对晶闸管触发电路来说，首先触发信号应该具有足够的触发功率（触发电压和触发电流），以保证晶闸管可靠导通；其次触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿要陡峭；最后触发脉冲必须与主电路晶闸管的阳极电压同步并能根据电路要求在一定的移相范围内移相。
图1—29所示为单相半波可控整流调光灯电路的触发电路，其方式采用单结晶体管同步触发电路，其中单结晶体管的型号为BT33。
单结晶体管图1-29 单结晶体管触发电路一．单结晶体管1．单结晶体管的结构单结晶体管的原理结构如图1－30（a）所示，图中e为发射极，b1为第一基极，b2为第二基极。
由图可见，在一块高电阻率的N型硅片上引出两个基极b1和b2，两个基极之间的电阻就是硅片本身的电阻，一般为2～12kΩ。
在两个基极之间靠近b1的地方合金法或扩散法掺入P型杂质并引出电极，成为发射极e。
它是一种特殊的半导体器件，有三个电极，只有一个PN结，因此称为“单结晶体管”，又因为管子有两个基极，所以又称为“双极二极管”。
(a)结构（b）等效电路（c）图形符号（d）外形管脚排列1－30 单结晶体管单结晶体管的等效电路如图1－30（b）所示，两个基极之间的电阻r bb=r b1+r b2，在正常工作时，r b1是随发射极电流大小而变化，相当于一个可变电阻。
PN结可等效为二极管VD，它的正向导通压降常为0.7V。
单结晶体管的图形符号如图1－30(c)所示。
触发电路常用的国产单结晶体管的型号主要有BT31、BT33、BT35，其外形与管脚排列如图1－30（d）所示。
其实物图、管脚如图1-31所示。
图1-31 单结晶体管实物及管脚2．单结晶体管的伏安特性及主要参数(1) 单结晶体管的伏安特性单结晶体管的伏安特性：当两基极b1和b2间加某一固定直流电压Ubb 时，发射极电流I e 与发射极正向电压U e 之间的关系曲线称为单结晶体管的伏安特性I e ＝f （U e ），试验电路图及特性如图1－32所示。
4-1.根据图4.3(a)所示电路，U s = 120V ，频率60Hz ，L = 10mH ，R= 5Ω。
计算并绘出随u s 变化的电流i 。
解：由图可列微分方程：cos()m u diL Ri U wt dtφ+=+ (1)式中u φ为初相角，m U s 其通解为：'''i i i =+ 其中：''ti Aeτ-= LRτ='i 为方程''cos()m u di LRi U wt dtφ+=+的特解。
故设 'm c o s ()i I w t θ=+， 其中m s I = 代入（1）式有： m m cos()sin()cos()m u I R wt wLI wt U wt θθφ+-+=+ (2)引入tan wLRϕ=，有：sin ϕ=cos ϕ=再令Z =2）式可改写为：[]m m cos()sin()cos()sin()R wL I R wt wL wt I Z wt wt Z Z θθθθ⎡⎤+-+=+-+⎢⎥⎣⎦m cos()I Z wt θϕ=++于是得：m cos()I Z wt θϕ++=cos()m u U wt φ+ 因此有：m m U I Z ==u θφϕ=- 所以，特解'i 为：'cos()mu U i wt Zφϕ=+- 方程的通解为：cos()t mu U i wt Ae Zτφϕ-=+-+代入初始条件，由于(0)(0)0i i +-== 有：0cos()mu U A Zφϕ=-+ 于是：cos()mu U A Zφϕ=-- 故有：cos()cos()t m mu u U U i wt e Z Zτφϕφϕ-=+---波形图如下：4-2.根据图4.4(a)所示电路，U s =120V ，频率60Hz ，L = 10mH ，U d =150V 。
计算并绘出随u s 变化的电流i 。
