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。
第二章：电力电子习题解答 第二章 整流电路
习题及思考题
１．单相半波可控整流电路对电阻负载供电，R＝20Ω，U＝100V，求当α＝0°和60°时的负载电流Id，并画出ud与id波形。
解：当α＝0°时： ）（V.U.Ud451004504502
）（A./RUIdd2522045
当α＝60°时： ）（A..U.Ud753325014502
）（A..RUIdd691207533
ud与id的波形见：教材43页图2－1。
２．图2－9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路。问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：① 晶闸管承受的最大正反向电压为222U；② 当负载为电阻或电感时其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
解：由图2－9图可以看出，在2U正半周1VT导通，负载电流由变压器次级上端流出，由中心抽头流入，当2U负半周时2VT导通，负载电流由B次级下端流出由中心抽头流入，正负半周电流相等，但在铁芯中产生的磁势方向大小相等且方向相反，故变压器无直流磁化问题。
① 当1VT导通时，在2u＝22U时，2VT的阴极为22U，而其阳极为－22U，所以VT承受的最大反压为222U。
如果是阻感负载且电感是足够大时，当90，1VT导通，2VT的阴极电压为－22U而其阳极电压为22，故其承受的最大正向电压为－222U。
② 正半周1VT导通，2Uud，负半周2VT导通
2Uud。所以输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
３．单相桥式全控整流电路，VU1002＝，负载中Ｒ＝2，Ｌ值极大，当30时，要求：
① 作出du，di和2i的波形； ② 求整流输出平均电压dU、电流dI，变压器二次电流有效值2I；
③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
第2章 整流电路
2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:
晶闸管承受的最大反向电压为22U2;
当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为22U2。
②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角一样时，对于电阻负载：(O~)期间无晶闸管导通，输出电压为0；(~)期间,单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VTl、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等；( ~)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(~2)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于－U2。
对于电感负载： ( ~)期间，单相全波电路中VTl导通，单相全控桥电路中VTl、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等；
(~2)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于-U2。
可见，两者的输出电压一样，加到同样的负载上时，那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=20，L值极大，当=30时，要求：
①作出Ud、Id、和I2的波形；
②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2； ③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud、Id、和I2的波形如以下图：
2-1题图2-1为带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。试证明输出整流电压平均值2cos122UUd,并画出控制角为α时的输出整流电压ud、晶闸管承受电压uT的波形。
解：
当U2＞0，当Ug＝0时，T不导通。UT＝U2，Ud＝0
当有Ug，T被导通时，续流二极管承受正向压降导通Ud＝U2，UT=0
由波形知，输出整流电压平均值为
2cos12cos221dsin221222•UtUttUUd
2-2上题中，U2=220V，R=10Ω，要求输出整流电压平均值0~30V连续可调。试求控制角α，导通角θ的变化范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。 T
L
u1 u2
D R
u2
α π 2π ωt
ud
α π 2π ωt
uT
α π 2π ωt 解：2cos12cos221dsin221222•UtUttUUd
max20对应时，U
2cos122020max 1cosmax 180max
min230对应时，VU
2cos1220230min 39.0cosmin 2.113min
0180180180~2.113minmax，，取的变化范围
8.662.113maxmin，取
RUIdIUdT2222晶闸管流过电流有效值最大值为晶闸管承受正反间电压
的情况只考虑min
A2923.110303602.113180
)(31.2842923.122022VAIUS电源容量
选择晶闸管时留出裕量
VUAIVVU：UA，A：IRRMTavRRMTav1000,21000),(4.933~3.6222)3~2(2)(65.1~23.157.12923.1)2~5.1(2选晶闸管定额取整得电压取整得电流
