第八章 电力电子技术软开关技术

第一章概述可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。

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。

电能变换的形式共有四种：交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换。

电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

变流技术则是电力电子技术的核心。

美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

一般认为，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。

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），这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。

电力电子集成技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成技术以及系统集成技术。

随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子电路的工作频率也不断提高。

与此同时，软开关技术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗降为零，从而提高了电力电子装置的功率密度。

第二章电力电子器件2.1：电力电子器件概述1、电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

电力电子器件一般工作在开关状态2、电力电子器件的功率损耗：通态损耗、断态损耗、开关损耗（开通损耗、关断损耗）通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。

当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

3、电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。

4、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、全控型器件、不可控器件。

半控型器件是指用控制信号可以控制其导通，但不能控制其关断的电力电子器件。

开关电源软开关技术原理简介开关电源是现代电子设备中常见的电源供应方式之一，具有高效率、小体积、轻便等优点。

而软开关技术作为一种先进的电源开关技术，被广泛应用于开关电源中，以提高其性能和可靠性。

本文将对软开关技术的原理进行简要介绍。

软开关技术是一种在开关电源中用于控制开关管导通和关断的技术。

传统的硬开关技术存在开关管开关速度慢、开关过程中会产生电压和电流的冲击等问题，而软开关技术则通过合理的控制开关管的导通和关断时机，以减小开关过程中的冲击，提高开关效率。

软开关技术主要包括零电压开关技术（ZVS）和零电流开关技术（ZCS）。

其中，ZVS技术是通过在开关管导通和关断时将电压降至零来实现的，而ZCS技术是通过在开关管导通和关断时将电流降至零来实现的。

在软开关技术中，ZVS技术是较为常见的一种。

其原理是利用谐振电路使得开关管在导通和关断时电压降至零，以减小开关过程中的电压冲击。

具体来说，当开关管导通时，谐振电路中的电容器充电，使得电压逐渐增加；而当开关管关断时，谐振电路中的电感器释放能量，使得电压逐渐降低，直至降至零。

通过合理设计谐振电路的参数和控制开关管的导通和关断时机，可以实现零电压开关，减小开关过程中的电压冲击。

与ZVS技术相比，ZCS技术在某些场合下更为适用。

ZCS技术的原理是利用谐振电路使得开关管在导通和关断时电流降至零，以减小开关过程中的电流冲击。

具体来说，当开关管导通时，谐振电路中的电感器储存能量，使得电流逐渐增加；而当开关管关断时，谐振电路中的电容器释放能量，使得电流逐渐降低，直至降至零。

通过合理设计谐振电路的参数和控制开关管的导通和关断时机，可以实现零电流开关，减小开关过程中的电流冲击。

总的来说，软开关技术通过合理控制开关管的导通和关断时机，以减小开关过程中的冲击，提高开关效率。

ZVS技术和ZCS技术是软开关技术中常用的两种实现方式。

在实际应用中，软开关技术可以提高开关电源的效率和可靠性，减小对其他电子元器件的损伤，同时也有利于降低电磁干扰和提高整体系统的抗干扰能力。

第八章 电力电子技术第一节 半导体直流稳压电源[本节重点]：整流电路、滤波电路和稳压电路的基本组成和工作原理 [本节难点]：整流电路、滤波电路和稳压电路的基本组成和工作原理 [复习导入]： [讲授新课]：一、基本概念1．变压器：将电网电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。

2．整流电路：利用具有单方向导电性能的半导体器件，将交流电压整流成单方向脉动的直流电压。

3，滤波电路：滤掉单向脉动电压中的交流成分，保留直流分量，尽可能供给负载平滑的直流电压。

4．稳压环节：在交流电压波动或负载变化时，通过此电路使输出的直流电压稳定。

二、 整流电路整流电路就是利用二极管的单向导电性将交流电转换成脉动的直流电的电路。

如果整流电路输入的是单相交流电，则为单相整流电路，如果整流电路输入三相交流电，则称为三相整流电路。

下面只介绍单相整流电路。

1. 单相半波整流电路 （1） 电路结构单相半波整流电路由整流变压器r T 、整流元件D 及负载电阻L R 组成。

（2） 工作原理整流变压器将原边的电网电压变换为整流电路所要求的交流电压2u 。

设t sin U u 222=将整流二极管看成理想二极管，正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

当输入电压2u 正半周时，极性上正下负，二极管承受正向电压导通，此时负载上的电压2o =u u ；当输入电压2u 负半周时，极性上负下正，二极管承受反向电压截止，输出电压0=o u 。

（3） 各电量计算由输出波形可以看到，负载上得到的整流电压、电流虽然是单方向的，但其大小是变化的，这就是所谓单向脉动电压，常用一个周期的平均值来衡量它的大小。

这个平均值就是它的直流分量。

测量它的大小应该用直流电压表。

222π02π20o 45.0π2d sin 2π21d π21U U t t U t u U ====⎰⎰ωωω L2L o o 0.45==R U R U I式表示单相半波整流电路输出电压和输出电流平均值与输入电压有效值的关系。