电力电子技术教案模板
推荐第1篇：电力电子技术报告
电力电子技术调查报告电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。电力电子技术现阶段在各方面的应用都非常的广泛！
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
推荐第2篇：电力电子技术调查报告
一． 电力电子技术的最新发展及应用情况
随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。电力电子技术作为一门高技术学科，由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用，现在已广泛的应用于传统工业和高新技术产业。在高压直流输电（HVDC）方面，柔性交流输电系统（FACTS），电力谐波治理方面，不间断电源（UPS）中有广泛的应用。
二． 电力电子器件的发展水平及参考价格
电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“龙头”。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展，如IGBT、MCT、HVIC等就是这种发展的产物。
普通晶闸管及其派生器件
普通晶闸管广泛应用于交直流调速、调光、调温等低频（400Hz以下）领域，它构成的电路可对电网进行控制和变换。目前水平为12kV/1kA和6500V/4000A。
双向晶闸管可视为一对反并联的普通晶闸管的集成，常用于交流调压和调功电路中。其控制电路比较简单。其水平已超过2000V/500A。
光控晶闸管应用于高压直流输电（HVDC）、静止无功功率补偿（SVC）等领域。其研制水平大约为8000V/3600A。
逆变晶闸管主要用于中频感应加热。其最大容量介于2500V/1600A/1kHz和800V/50A/20kHz的范围之内。
非对称晶闸管主要用于逆变器和整流器中。目前，国内有厂家生产3000V/900A的非对称晶闸管。
全控型电力电子器件
GTO有对称、非对称和逆导三种类型。与对称GTO相比，非对称GTO通态压降小、抗浪涌电流能力强、易于提高耐压能力（3000Ｖ以上）。逆导型GTO是在同一芯片上将GTO与整流二极管反并联制成的集成器件，不能承受反向电压，主要用于中等容量的牵引驱动中。 大功率晶体管（GTR）
GTR是一种电流控制的双极双结电力电子器件，其额定值已达1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。 功率MOSFET
功率MOSFET应用于开关电源、高频感应加热等高频场合；没有二次击穿问题，安全工作区广，耐破坏性强。目前制造水平大概是1kV/2A/2MHz和60V/200A/2MHz。 复合型电力电子器件
绝缘门极双极型晶体管（IGBT）
IGBT可视为双极型大功率晶体管与功率场效应晶体管的复合。IGBT通态压降小、载流密度大、耐压高，驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好。IGBT的开关速度
低于功率MOSFET，却明显高于GTR；IGBT的通态压降同GTR相近，但比功率MOSFET低得多；IGBT的电流、电压等级与GTR接近，而比功率MOSFET高。目前，其研制水平已达4500V/1000A。
MOS控制晶闸管（MCT）
MCT由MOSFET与晶闸管复合。MCT既具备功率MOSFET输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快的特性，又兼有晶闸管高电压、大电流、低压降的优点。其工作结温高达150～200℃。现已研制出阻断电压达4000V的MCT，75A/1000VMCT已应用于串联谐振变换器。
功率集成电路（PIC）
PIC是电力电子器件技术与微电子技术相结合的产物，是机电一体化的关键接口元件。HVIC由多个高压器件与低压模拟器件或逻辑电路在单片上集成，它的功率器件是横向的、电流容量较小，而控制电路的电流密度较大，已有110V/13A和550V/0.5A、80V/2A/200kHz以及500V/600mA的HVIC分别用于上述装置。
SPIC是由一个或几个纵型结构的功率器件与控制和保护电路集成而成，电流容量大而耐压能力差，适合作为电机驱动、汽车功率开关及调压器等。
IPM除了集成功率器件和驱动电路以外，还集成了过压、过流、过热等故障监测电路，并可将监测信号传送至CPU，以保证IPM自身在任何情况下不受损坏。IPM主要用于交流电机控制、家用电器等。已有400V/55kW/20kHzIPM面市。
三． 本专业最近的有价值的就业招聘信息
电气工程师(弱电)
长江航运科学研究所
公司行业：学术/科研交通/运输/物流
公司性质：国企
公司规模：50-150人
职位信息
发布日期：2011-11-10工作地点：武汉招聘人数：若干
工作年限：二年以上语言要求：英语 一般学历：本科
职位标签:电气 自动化 机电 一体化 工程师
职位职能:科研人员电气工程师/技术员
职位描述:本岗位主要从事大型机电设备的配套电气设计工作。
主要职责：
1.在项目经理带领下，负责电气系统的设计；
2.参与项目机械部分需求分析,进行方案的设计；
3.编写相应的技术文档，根据需要不断修改完善设计；
4.编制项目文档，记录质量文件，配合完成必要的测试；
5.根据顾客对设备的需求，制定设备系统的维修保养计划
6.负责用户交流、建议方案的设计以及投标书的撰写等售前阶段的技术性支持工作；
7.熟悉电气设计相关的规范和验收标准；
8.善于学习，时刻跟踪最新技术信息，积极参加单位组织的培训或其他活动。电气开发测试工程师
东芝电梯（中国）有限公司
公司规模：1000人以上
公司性质：中外合营(合资．合作)
公司行业：机械制造·机电·重工
职位信息：
职位性质：全职发布日期：2011-11-09工作经验：不限
学历要求：本科以上招聘人数：1人语言能力：不限
简历语言：中文工作地点：上海
职位描述：
工作内容：
电梯控制中心的电气开发相关的测试工作。
职位要求：
1、电子相关专业本科以上学历；
2、应届生、经验者均欢迎。
四． 本专业的考研方向和院校，用人单位对所聘用人才的评价及期望
电气工程及其自动化专业的考研方向：
1.电机与电器；
2.电力系统及其自动化；
3.电力电子与电力传动；
4.高电压与绝缘技术；
5.电工理论与新技术。
全国电气工程及其自动化专业学校排名：
1.清华大学
2.西安交通大学
3.华中科技大学
4.浙江大学
5.重庆大学
6.天津大学
7.哈尔滨工业大学
8.上海交通大学
9.华北电力大学
10.东南大学
11.西南交通大学
12.沈阳工业大学
13.中国矿业大学
14.华南理工大学
15.南京航空航天大学
16.北京交通大学
17.武汉大学
18.哈尔滨理工大学
19.四川大学
20.河海大学
21.哈尔滨工程大学
22.郑州大学
23.广西大学
24.陕西科技大学
用人单位对所聘用人才的评价：
1． 吃苦耐劳是敬业精神的首选；
2． 动手能力较强；
3． 业务能力较强，专业基础扎实；
4． 集体观念强，有较好的人际关系和团队精神
5． 创业精神，
6． 心理素质良好，人际关系和谐。
用人单位对所聘用人才的期望：
1．掌握较扎实的数学、物理、化学等自然科学的基础知识，具有较好的人文社会科学和管理科学基础和外语综合能力；
2．系统地掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等；
3．获得较好的工程实践训练，具有较熟练的计算机应用能力；
4．具有本专业领域内1--2个专业方向的专业知识与技能，了解本专业学科前沿的发展趋势；
5．具有较强的工作适应能力，具备一定的科学研究、科技开发和组织管理的实际工作能力
五． 与电力电子技术有关的方面，研究课题
电力电子技术可以达到高效节能的目的，具有非常高的实用性，应用范围非常的广，每个用电产品几乎都可以牵涉到电力电子技术。现在的用电设备的供电很多都没有考虑到节能，主要是成本以及人们观念的原因，如果这些用电设备都使用电力电子技术来实现高效节能的目的，那么可想而知，电力电子的发展空间有多大！因此在一个相当长的时期内，我国国民经济的发展和巨大的用户市场对电力电子与电力传动应用技术具有巨大的、持久的需求，这就意味着我国电力电子产业面临着良好的发展机遇和前景。
同时，由于电力电子理论的不断更新完善，新型电力半导体器件的不断发现，以及更具有高效节能性质的电路拓扑的不断出现，电力电子技术未来还有非常大的发展空间，这个行业也必将进一步得到发展，必将节省更多的能源，为国民经济服务，成为国民经济中的一个重要产业.
推荐第3篇：电力电子技术学习心得
《电力电子技术》学习心得
——关于整流
通过这学期十几周的学习，我对电力电子学有了简单地了解。采用半导体电力开关器件 构成各种开关电路，按一定的规律，周期性地，实时、适式的控制开关器件的通、断状态， 可以实现电子开关型电力变化和控制。这种电力电子变换和控制，被称为电力电子学或电力 电子技术。至于，什么事电力电子，强电与弱电的联系是什么，它有什么用途等等。这些都 将是我们这门课程的需要解决的主要问题和传达给我们的知识和要点。
下面，我详细谈一些在整流方面的心得体会。“整流电路”（rectifying circuit）是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路的意义：
1、整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。
电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种，倍压整流电路用于其它交流信号的整流，例如用于发光二极管电平指示器电路中，对音频信号进行整流。
2、前三种整流电路输出的单向脉动性直流电特性有所不同，半波整流电路输出的电压只有半周，所以这种单向脉动性直流电主要成分仍然是50Hz的；因为输入交流市电的频率是50Hz，半波整流电路去掉了交流电的半周，没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率；全波和桥式整流电路相同，用到了输入交流电压的正、负半周，使频率扩大一倍为100Hz，所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要成分是100Hz的，这是因为整流电路将输入交流电压的一个半周转换了极性，使输出的直流脉动性电压的频率比输入交流电压提高了一倍，这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。
3、在电源电路的三种整流电路中，只有全波整流电路要求电源变压器的次级线圈设有中心抽头，其他两种电路对电源变压器没有抽头要求。另外，半波整流电路中只用一只二极管，全波整流电路中要用两只二极管，而桥式整流电路中则要用四只二极管。根据上述两个特点，可以方便地分辨出三种整流电路的类型，但要注意以电源变压器有无抽头来分辨三种整流电路比较准确。
4、在半波整流电路中，当整流二极管截止时，交流电压峰值全部加到二极管两端。对于全波整流电路而言也是这样，当一只二极管导通时，另一只二极管截止，承受全部交流峰值电压。所以对这两种整流电路，要求电路的整流二极管其承受反向峰值电压的能力较高；对于桥式整流电路而言，两只二极管导通，另两只二极管截止，它们串联起来承受反向峰值电压，在每只二极管两端只有反向峰值电压的一半，所以对这一电路中整流二极管承受反向峰值电压的能力要求较低。
整流电路
5、在要求直流电压相同的情况下，对全波整流电路而言，电源变压器次级线圈抽头到上、下端交流电压相等；且等于桥式整流电路中电源变压器次级线圈的输出电压，这样在全波整流电路中的电源变压器相当于绕了两组次级线圈。
6、在全波和桥式整流电路中，都将输入交流电压的负半周转到正半周或将正半周转到负半周，这一点与半波整流电路不同，在半波整流电路中，将输入交流电压一个半周切除。
7、在整流电路中，输入交流电压的幅值远大于二极管导通的管压降，所以可将整流二极管的管压降忽略不计。
8、对于倍压整流电路，它能够输出比输入交流电压更高的直流电压，但这种电路输出电流的能力较差，所以具有高电压，小电流的输出特性。
9、分析上述整流电路时；主要用二极管的单向导电特性，整流二极管的导通电压由输入交流电压提供。
作用原理：
电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小改变的交流电变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
半波整流电路
半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负
三相桥式全控电路
载电阻Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。 变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π 时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正；上端为负。这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在2π～3π时间内，重复0～π 时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被\"削\"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整流是以\"牺牲\"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2，此处注意e2是变压器二次端口的有效值，而不是最大值。如变压器得到e2=在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
,e2取值为20 ）因此常用全波整流电路
如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级
图片
线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、D
1、Rfz与e2b 、D
2、Rfz ，两个通电回路。
全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。在0～π间内，e2a 对Dl为正向电压，D1 导通，在Rfz 上得到上正下负的电压；e2b 对D2为反向电压，D2 不导通。在π-2π时间内，e2b 对D2为正向电压，D2导通，在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2a 对D1为反向电压，D1 不导通。
带平衡电抗器的双反星型可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是将整流变压器的两组二次绕组都接成星形，但两组接到晶闸管的同名端相反；两组二次绕组的中性点通过平衡电控器LB连接在一起。
桥式整流电路 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
整流电路
整流电路
桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D
1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D
2、D4加反向电压，D
2、D4截止。电路中构成e
2、Dl、Rfz 、D3通电回路，在Rfz ，上形成上正下负的半波整流电压，e2为负半周时，对D
2、D4加正向电压，D
2、D4导通；对D
1、D3加反向电压，D
1、D3截止。电路中构成e
2、D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去，结果在Rfz ，上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
三相桥式全控电路TR为三相整流变压器，其接线组别采用Y/Y-12。VT1~VT6为晶闸管元件，FU1~FU6为快速熔断器。TS为三相同步变压器，其接线组别采用△/Y-11。P端为集成化六脉冲触发电路+24V电源输出端，接脉冲变压器一次绕组连接公共端。P1~P6端为集成化六脉冲触发电路功放管V1~V6集电极输出端，分别接脉冲变压器一次绕组的另一端。UC端为移相控制电压输入端。
三相桥式半控电路
三相桥式半控电路
三相桥式半控整流电路与三相桥式全控整流电路基本相同，仅将共阳极组VT4，VT6，VT2的晶闸管元件换成了VD4，VD6，VD2整流二极管，以构成三相桥式半控整流电路。
通过这门课的学习我们对这些问题都将会有一个比较深刻的理解和学习，为我们以后的学习和工作都会有一定的基础积累。这门课程虽说知识考查课，但是它的作用是非同寻常的，它帮助我们学习弱电的学生们更好的理解和掌握我们本专业所需要学习和掌握的主要知识，同时它又帮助我们加深我们专业与强电专业的差别以及联系，让我们在看到两种之间的差的同时又让我们明白两者之间的联系和交叉。为我们的知识盲区划清界限，同时也为我们的业寻找了另一个出路和用途为我们以后的学习方向和工作提供了一定的方向和出路。所以说这门课程所提供我们的不仅仅知识课本上的那一点点知识要点，更可贵的事它为我们提供了多我们在自己专业上以及以后工作的道路上的方向。它就像一盏指明灯一样，虽只是星星点灯，
但它却为我们起到的作用是非常巨大的。这也就是为什么说虽说它只是一门考查课但却非常重要的课程。
推荐第4篇：《电力电子技术》学习心得
《电力电子技术》关于新能源的利用
通过这学期十几周的学习，我对电力电子学有了简单地了解。采用半导体电力开关器件构成各种开关电路，按一定的规律，周期性地，实时、适式的控制开关器件的通、断状态，可以实现电子开关型电力变化和控制。这种电力电子变换和控制，被称为电力电子学或电力电子技术。至于，什么事电力电子，强电与弱电的联系是什么，它有什么用途等等。这些都将是我们这门课程的需要解决的主要问题和传达给我们的知识和要点，通过这门课的学习我们队这些问题都将会有一个比较深刻的理解和学习，为我们以后的学习和工作都会有一定的基础积累。这门课程虽说知识考查课，但是它的作用是非同寻常的，它帮助我们学习弱电的学生们更好的理解和掌握我们本专业所需要学习和掌握的主要知识，同时它又帮助我们加深我们专业与强电专业的差别以及联系，让我们在看到两种之间的差别的同时又让我们明白两者之间的联系和交叉。为我们的知识盲区划清界限，同时也为我们的专业寻找了另一个出路和用途为我们以后的学习方向和工作提供了一定的方向和出路。所以说这门课程所提供我们的不仅仅知识课本上的那一点点知识要点，更可贵的事它为我们提供了许多我们在自己专业上以及以后工作的道路上的方向。它就像一盏指明灯一样，虽只是星星点灯，但它却为我们的前进方向指明了航行的方向，起到的作用是非常巨大的。这也就是为什么说虽说它只是一门考查课但却非常重要的课程。
如今，关于电力电子有关新能源的利用的话题越来越热烈，有关新能源的利用有很大的前景和客观的效益。
世界能源结构正在发生巨大的变革。以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限，清洁干净的可再生能源为主的多样性，复合型的能源结构。太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速的推广应用。
随着太阳能光伏发电应用的发展，太阳能光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应，而是向逐渐取代常规能源的方向发展。在国外，并网发电逐渐成为太阳能光伏发电的主要应用领域，太阳能光伏产业已经逐渐形成，并持续高速发展。
目前国外并网逆变器技术发展十分迅速。目前的研究主要集中在空间矢量PWM技术、数字锁相控制技术、数字DSP控制技术、最大功率点跟踪和孤岛检出技术，以及综合考虑以上方面的系统总体设计等。国外的有些并网逆变器还设计同时具有独立运行和并网运行功能。 国内太阳能光伏应用仍以独立供电系统为主，并网系统则刚刚起步。目前国内自主研制的并网逆变器存在有系统运行不稳定，可靠性低的弱点;且保护措施不全，容易引起事故，与建筑一体化等问题也没有得到很好考虑。
由于太阳能电池只能在白天光照条件下输出能量，根据负载需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节来提供夜间所需电力。整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。虚线框中部分即为系统控制部分的结构框图，一般由充电电路、放电电路和状态控制电路3部分组成。
1 系统各部分容量的选取配合，需要综合考虑成本、效率和可靠性。随着光伏产业的迅速发展，太阳能电池的价格正在逐步下降，然而它仍是整个系统中最昂贵的部分。它的容量选取影响着整个系统的成本。相比较而言，蓄电池价格较为低廉，因此可以选取相对较大容量的蓄电池，尽可能充分利用太阳能电池所发出的功率。另外，在与负载容量配合时，应该考虑到连续阴天的情况，对系统容量留出一定裕度。
与独立供电的光伏系统相比，并网系统一般都没有储能环节，直接由并网逆变器接太阳能电池和电网。并网逆变器的基本功能是相同的。那就是，在太阳能电池输出较大范围内变化时，能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。太阳能电池输出的大范围变动，主要原因是白天日照强度的变化，范围在200W/m2到1000W/m2之间.通过回顾在这门课程学习到的知识，我们科一更加清楚的了解它的重要和作用。在第一章电力电子变化和控制技术导论的学习中，我了解了电力电子学科的形成、四类基本的开关型电力电子变换电路、两种基本的控制方式（相控和脉冲宽度调制控制）、两类应用领域（电力变换电源和电力补偿控制），以及电力电子变换器的基本特性。经过这一章的学习，我对电力电子变换和控制技术有了一个全貌的认识。接下来的一章里学习了各类半导体电力开关器件的基本工作原理和静态特性。然后又学习了直流-直流（DC/DC），直流-交流（DC/AC），交流-直流（AC/DC），交流-交流（AC/AC）四类电力电子变换的工作原理和特性以及电力电子变换器中的辅助元器件和系统，还分析了开关器件的开通关断过程和各种缓冲器，以及电力电子变换电路的两类典型应用：多级开关电路组合型交流、直流电源和电力电子开关型电力补偿、控制器等。
在这学期的学习中，我们学习到了许多有用得知识和技巧，同时我们在老师的指导下还尝试了多种新的学习方法，例如分组学习并做PPT重点总结、自主学习后课堂讲解等，这些方法都大大的调动了我们课下学习的积极性，课前的预习也使我们上课时能更好的理解以及吸收学科知识，更重要的是通过相关实验课的学习和积累加深了我们相关课程和知识的映像，也为我们的知识储备加深了更加深的一笔储备，而且通过实践掌握了这门课的掌握的要点，更是提升了我们处理和分析的能力，通过自己搭建电路，调试电路以及分析电路的实验结果为我们进一步掌握电学知识的要点加深了更加有力的知识储备。
太阳能光伏发电是当今备受瞩目的热点之一，光伏产业正以年均增长量40%的速率发展。
太阳能光伏发电装置主要有光伏电池模块和逆变器构成。光伏逆变器按是否采用隔离方式，可分为工频隔离的光伏逆变器、高频隔离的光伏逆变器和非隔离光伏逆变器。工频变压器隔离的光伏逆变器是目前较常用的结构，具有安全性高，可以防止逆变器输出的直流偏置电流注入电网，但存在工频变压器体积大、笨重的问题。工频隔离的光伏逆变器效率约在94%~96%之间。
2 高频隔离的光伏逆变器一般通过前级DC/DC变换器实现高频隔离，如图1(a)所示。它具有高频隔离变压器体积小、重量轻的特点。隔离DC/DC变换器电路有全桥移相DC/DC变换器，双正激DC/DC变换器等。由于引入隔离DC/DC变换器，将引起3-4%效率损耗。高频隔离的光伏逆变器整体效率在93-95%。
非隔离的光伏逆变器具有功率密度高、整机效率高的特点。目前，非隔离光伏逆变器效率已高达98.8%。非隔离光伏逆变器又可分为单级结构、两级结构。单级结构中，光伏模块的输出电压必须与电网电压相匹配，因此单级结构对光伏阵列的额定电压等级有较苛刻的要求，但在大功率光伏系统中不成为问题。两级结构中，光伏模块的输出首先通过前级DC/DC变换器升压，再送入逆变器。两级结构对光伏模块的额定电压等级的要求比较宽松，因此在小功率光伏系统中较受青睐。非隔离光伏逆变器越来越得到广泛应用，在欧洲约占80%市场，在日本约占50%市场。
由于非隔离光伏逆变器中，光伏模块与电网之间没有电气隔离，需特殊考虑安全性问题。图2 为一个非隔离并网光伏逆变器示意图。图2(a)所示，光伏电池硅片与接地框架之间存在寄生电容。对于单晶体硅光伏电池，寄生电容约为50~150nF/kWp，对于薄膜光伏电[5]池，约为1μF/kWp。图2(b)为考虑PV寄生电容光伏系统模型，Cpv 为光伏模块等效对地寄生电容。逆变器ＰＷＭ调制将在Cpv两端引起的高频电压，造成地电流。寄生电容Cpv的大小与光伏阵列的框架结构有关，光伏电池表面及间距、框架结构、天气条件、湿度、覆盖于光伏阵列表面的尘埃。地电流对人造成安全隐患，也造成电磁干扰。因此，对于非隔离光伏逆变并网系统， 需要抑制由光伏模块寄生电容引起的地电流问题。
地电流与光伏阵列输出端电压波动的幅度及频率密切相关，即与逆变器拓扑及开关策略的选择有关。地电流抑制有多种方法，主要有采用特殊的并网逆变拓扑和PWM调制方法、在交流侧安装共模电抗器、有源地电流抑制电路。
我们都知道，随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，产生了利用这类器件和电路实现电能变换与控制的技术——电力电子技术。电力电子技术横跨电力、电子和控制三个领域，是现代电子技术的基础之一，是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带，已被广泛应用于工农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域，有着极其广阔的应用前景，成为电气工程中的基础电子技术。
电力电子的诞生,上世纪五十年代未第一只晶闸管问世，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代。这标志着电力电子的诞生。
第一代电力电子器件,进入70年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，它们是普通晶闸管不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件。 第二代电力电子器件,随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展，是电力电子技术的又一次飞跃，先后研制出大功率双极型晶体管(GTR)，门极可关断晶闸管(GTO)，功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。
3 第三代电力电子器件,以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表，开始向大容量高频率、响应快、低损耗方向发展。
现代电力电子时代,八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子器件正朝着标准模块化、智能化、功率集成的方向发展。在国际上电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。
功率半导体器件是电力电子电路的基础，通过学习掌握了多种电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数等内容。其中包括功率二极管、大功率晶体管、晶闸管、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等。 整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。目前已形成普通型，快恢复型和肖特基型三大系列产品，电力整流管对改善各种电力电子电路的性能，降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。
单相整流电路可分为单相半波电路和单相桥式电路。单相整流电流电路比较简单、成本也低、控制方便，但输出电压波形差，谐波分量较大，使用场合受到限制。
多相整流电路以三相整流电路为主。三相整流电路也可分为三相半波和三相桥式电路。三相整流电路输出直流电压波形较好，脉动小。因此它应用较广，尤其是三相桥式整流电路在直流电机拖动系统中得到了广泛应用。多相整流电路通常在大功率整流装置中应用。
按照负载性质又可分为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载和电容性负载。 a.阻性负载：负载为电阻时，输出电压波形与电流波形形状相同，移相控制角较大时，输出电流会出现断续。
b.电感性负载：负载有电感和电阻，以电感为主时，由于电感有维持电流导通的能力，当电感数值较大时，输出直流电流可连续而且基本保持不变。
c.反电势负载：即负载中有反电势存在。如蓄电池充电为反电势电阻性负载，直流电机拖动系统为反电势电感性负载。反电势越大，晶闸管导通角越小。 d.电容性负载一般在变频器、不间断电源、开关电源等场合使用。
可控整流电路的工作原理、特性、电压电流波形以及电量间的数量关系与整流电路所带负载的性质密切相关，必须根据负载性质的不同分别进行讨论。然而实际负载的情况是复杂的，属于单一性质负载的情况是很少，往往是几种性质负载的综合，所以在分析时还要根据具体情况进行详细区别讨论。在学习整流电路过程中，根据交流电源的电压波形、功率半导体器件的通断状态和负载的性质，分析电路中各点的电压、电流波形，掌握整流电压和移相控制的关系。掌握了电路中的电压、电流波形，也就掌握了电路的工作原理。
逆变：在生产实际中除了需要将交流电转变为大小可调的直流电供给负载外，常常还要将直流电转换成交流电，即逆变过程。变流器工作在逆变状态时，如交流侧接至电网上，直流电将被逆变成与电网同频的交流电并反馈回电网，因为电网有源，则称为有源逆变。有源逆变是整流电路在特定条件下的工作状态，其分析方法与整流状态时相同，在直流电机拖动系统中可通过有源逆变将直流电机的能量传送到电网。
4 当前,电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺改进，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各个发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究而言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家先进的电力电子技术不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。而我国开发研制电力电子器件的综合技术能力与国外发达国家相比，仍有较大的差距，要发展和创新我国电力电子技术，并形成产业化规模，就必须走有中国特色的产学创新之路，即牢牢坚持和掌握产、学、研相结合的方法走共同发展之路
本人对这门课程开始就是心怀重视态度对待它，奈何一看教学模式竟然是考查，然后又见到旁边那么多的同学都是采取消极的态度，所以本人的态度也是一落千丈，至此就是心情好时就听老师讲，心情不好抑或是有其他比较有趣的事情的时候就干自己的事情去了，虽然偶尔也会忌惮于老师的发威而艰难的将眼睛往黑板上挪，但心中始终想的是自己的事情（呵呵，在此对老师说句sorry），好了，废话不扯了，还是说正事吧，以下就是我本人对电力电子的一些想法和理解以及从网上了解的相关应用，当然这些仅仅只是从我听了课的那几次课来介绍，其他没有介绍的请见谅(原因就不多说了哈)。
首先解释一下，什么是电力电子技术。书本上如是说：电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。我理解是，就是强电模块的电力和弱电模块的电子相结合从而形成的一门新兴技术，主要是由电力学，电子学以及控制理论三个学科相互交叉相互补充而成的，已经成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课程（可惜，本校由于课程改革竟然把本课程放到大四来开，而且还是考查，这就导致本校学生对电力电子技术这门课程的不重视以及对相关技术术语的迷茫不懂，这是一个亟待改进的问题）。然后就是介绍一些相关的但是比较重要的电力电子器件。首先是种类：其中器件的典型代表就是晶闸管，谈到晶闸管必须讨论一下这原件的两个主要功能：整流和续流。
我只介绍关于整流方面的相关类容（原因就不多说哈）。经过我的听课，整流电路是电路中保证稳定的一个必要因素，也是不可缺少的因素，由于可控元件的不同导致导通角和关断角都会不一样，至于工作原理，波形以及管压降就请自行查阅相关书本。整流电路中存在几种特殊的状态依次是：逆变（有源/无源）；整流以及无环流（可能由于对术语不熟悉的原因，某些字不是很精确，请见谅）。整流电路又可以分为几种类型分别是：单相半波整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流、电路三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路 ，其中整流电路的负载又有以下三种：电阻、阻感、
5 反电势。下面仅仅附上最简单的单相半波可控整流电路的电路原理图，其他相关波形请查阅书本。
除了整流电路之外，比较重要的电力电子概念就是斩波电路，斩波，顾名思义就是将波形斩断，做到输出可调，其中的直流斩波电路又有升压和降压两种。牵涉到的相关参数有平均电压、电流的计算、占空比等等。本课程中对于复合/多重多相斩波电路不作要求。整流电路和斩波电路之外还有逆变电路。所谓逆变电路就是将直流转变为交流的相关电路，同时要区别无源逆变电路和有源逆变电路的异同点，逆变电路的基本工作原理、主要用途、换流方式具体细节参照书本，逆变电路中可以分为电压型逆变电路、电流型逆变电路。具体电路图由于篇幅限制不在此介绍。当然对于某个电路我们要能够区别这是整流电路还是逆变电路，关键就是看电流是有直流变为交流还是由交流变为直流，前者我们称为逆变，后者称为整流。
谈完这些，最后不能落下的就是PWM控制技术，由于本人对这个不是很了解，一下只是简单介绍一下相关事情，PWM控制的基本原理是面积等效原理，而SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。PWM控制方法有计算法、调制法 和跟踪法等三种方法。当然我们也必须知道单极性和双极性PWM 调制有什么区别以及了解特定谐波消去法的原理。
以上只是按照书本上的大概内容讲述了一下我所了解到的知识点，下面我将主要从电力电子技术在各个领域尤其是电力系统领域的应用，当然，限于本人的水平，我只能粗浅的谈谈大致的应用，详细的以及相关原理应用请读者自行查询相关书籍。
异步电机变频调速系统、混合动力汽车、不间断电源（UPS）、电池充电器、感应加热炉、变速恒频风力发电等相关设备都是应用了有关的电力电子技术，而电力电子在电力系统中的应用则是可以细分很多方面，简单的说光伏发电接口超导储能、有源电力滤波器（APF）、静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（SVG）、高压直流输电（HVDC）、灵活交流输电系统（FACTS），由于本人在本学期同时选修了电力系统经济技术讲座，在这课程当中，老师着重介绍的柔性发电技术同样是电力电子技术的重要应用方面。比如说高压直流输电（HVDC）、静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）、晶闸管控制串联电容装置（TCSC、CSC、ASC）、次同步振荡阻尼器（SCR）、晶闸管控制相角调节器（TCPAR、PST）、静止调相机（STACON）、晶闸管控制动态制动器（TCDB）、统一潮流控制器（UPFC）。
在这里我们介绍的已经够多了，我的理解，所谓电力电子技术，简单的说就是强电与弱电的结合，其中既有强电的知识要点，同时也有弱电的许多内容，这门学科是强电与弱电的最好的结合的事例。原本强弱电本不分家的，在这里我们可以清楚的看到强电与弱电的相互联系，对比分析以及两者之间的差别，正所谓万事万物本都相互联系，没有什么事物是绝对的独立的。通过学习这门课程，教会我们在对待任何事物的时候都应该怀抱一个发散及联想的思维模式，学会去看待不同事物之间的差别以及联系对我们发现事物的本质和掌握更深的知识有着非常重要的作用和效果。
6 从1957年第一台风力发电装置产生到现在，风力发电系统已经从传统的恒速恒频风力发电系统发展到现在的变速恒频风力发电系统，出现的主要结构如图3所示。基于普通异步电机的恒速恒频风力发电系统，其结构简单，设计成熟，在现在的风电场上还广泛应用，但需额外安装无功补偿装置，存在机械应力大等缺点。变速恒频结构类型，基于调节绕线电机转子侧电阻来实现小范围转速的调节，其调速范围是同步转速以上0-10%。现在风电场的主流机型变速恒频双馈风力发电系统。该系统转子侧通过变流器与电网相连，变流器容量为发电容量的30%，定子侧直接与电网相连。定子和转子都可以向电网输送能量。可以工作在同步转速的±30%的范围之内。在并网发电时都能够实现最大功率点跟踪控制，有效的提高了风能利用率。同时能够对定子侧的有功功率和无功功率实现独立控制，在电网产生电压跌落故障时可以给电网提供无功支撑。变速恒频直驱风力发电系统，代表了风力发电系统未来的发展方向，这种结构显著的优点是可以简化齿轮箱或者取消齿轮箱，因此能够显著减少机械故障。也可以方便实现无功支撑。过去，电网故障时一般采取风力发电装置脱离电网进行保护的方案，但随着风电发电容量的比重日益增长，这种处理方法可能造成电力系统故障的扩大，危害电力系统的安全运行。针对这种情况，德国、丹麦等一些风电发展成熟的国家都出台了风电并网的规范，要求风力发电装置在电网电压跌落时，具有电网无功支撑功能，即低电压穿越(LVRT)。图4为德国E-ON低电压穿越的要求，阴影部分为要求提供无功支撑，而且每跌落1%电网电压，需要提供额定电流2%的无功电流，直到提供100%无功电流。ABB、GE等制造的双馈变流器具备低电压穿越功能。
随着近期国家新能源振兴规划的提出，风电装机容量在未来将大幅度增长，将在全国电力容量中占有可观的比重，因此我国也必要制定风电低电压穿越规范。低电压穿越技术的研究开发已引起国内同行的重视。
在整个双馈风力发电中，从电力电子领域提高整机效率的环节主要有两个方面：通过对双馈电机的优化控制，减小电机的损耗，进而实现整体效率的提高；通过对变流器结构的优化选择，使用高效率的变流器拓扑结构来提高整机的效率。目前风电大功率变流器装置中一般采用比较成熟的两电平六开关背靠背变流器，通过研究多电平技术和软开关技术在提高变流器效率方面也有很重要的意义。
目前风电装置主流采用690V等级，该电压等级严重落后风电装置的大容化的快速发展的步伐。造成电缆的材料耗费、损耗的增加。图5是采用三电平BTB变流器5MW风电装置。
最后我再次也希望通过这篇总结来表达自己对知道老师的感谢之情，谢谢您的不懈努力和耐心指导，才使得我再这次的实验过程中收获的这么多，也正式您的不吝教诲才使得我们在这次实验中学习和收获了许多的有用的知识和技巧，我相信在以后的学习或者工作中一定有其用武之地。过多的感谢无以言表，万分感激，至此敬礼！
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推荐第5篇：电力电子技术简介
电力电子技术简介.txt38当乌云布满天空时，悲观的人看到的是“黑云压城城欲摧”，乐观的人看到的是“甲光向日金鳞开”。无论处在什么厄运中，只要保持乐观的心态，总能找到这样奇特的草莓。现代社会对电能的产生、传输与应用提出更为高效、环保、可靠、经济的要求。电力系统越来越需要能够对其数量和质量可以灵活控制的技术。这正是近年来得到迅速发展的电力电子技术所能实现的目标。电力电子技术应用于整个电能产生、传输及利用的各个环节。分布式电源及微电网技术、高压直流输电与灵活交流输电技术（FACTS）、电能质量控制技术及为数众多的电源技术都是电力电子技术应用的范例。中国电力系统具有地域跨度大、结构复杂、控制要求高的特点。中国资源特别是一次能源相对紧缺、而又浪费严重，环境问题突出。因此，中国电能的安全稳定、可靠供应及高效环保利用成为当务之急，电力电子技术必将发挥重要作用。
本专业方向培养目标为能胜任以下工作的高级科技工程人员：
1、在电力系统相关单位从事系统运行、分析、控制或管理工作；
2、在电气设备设计、生产相关的大中型企业、跨国公司等企业从事电力电子设备的设计、开发工作；
3、在相关科研单位及高等学校从事科研及教学工作。
华北电力大学是最早开展电力电子技术研究与应用的高校之一。在直流输电、FACTS、电能质量控制等领域开展了一系列开创性的工作。目前承担多项国家科技支撑项目、自然科学基金项目及众多企业的科研课题。发表相关论文100余篇，发明专利8项，相关专著5部，获得省部级奖励2项。本专业具有博士、硕士学位授予权。现有博士生导师2名，硕士研究生导师8名。
本专业紧密结合电力系统的实际需要，开展了具有电力系统特色的电力电子技术应用的一系列研究工作，具体研究内容包括：
（1） 发电领域电力电子技术应用：包括分布式电源及微型电网的控制技术，可变速抽水蓄能发电技术；
（2） 输电领域的电力电子技术应用：直流输电技术、FACTS技术；
（3） 电能质量分析与控制技术：包括电能质量监测、评估、分析及其控制；
（4） 用电领域电力电子技术应用：包括高压变频调速与节能技术、电源技术等；
（5） 电力电子基础理论研究：包括新型拓扑、控制算法研究、测试与实验方法研究和可靠性、损耗、电磁兼容特性分析。
推荐第6篇：电力电子技术读书笔记
关于《电力电子技术》的理解及感想
信息技术系2010级
信息一班
任俊凯
通过阅读《电力电子技术》，我认识到，电力电子技术是一门新兴的应用
于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。而电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
在模块《功率技术》的阅读中，我了解到，功率电子技术就是利用
电力电子器件实现工业规模电能变换的技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。
电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的
新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。
而这门技术的作用有很多，比如：（1） 优化电能使用。通过电力
电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、
轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。 (2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。 (3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号、实现无噪音且具有全新的功能和用途。 (4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。
通过阅读这本书，我对电子技术的兴趣愈发浓厚。我明白了电力电
子技术的基本原理和方法及作用。我将会继续深入了解和学习这项技术。希望自己可以在电子技术方面学到更多更深的知识。
推荐第7篇：电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计
一、课程设计的总体目标
《电力电子技术》课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、适用专业
自动化，电气工程及其自动化。
三、先修课程
电路、电子技术、电机拖动。
四、课程设计的总体要求
（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。
（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。 （5）广泛收集相关技术资料。
1 （6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。 （8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。
五、课程设计的内容
（1）明确设计任务，对所要设计的任务进行具体分析，充分了解系统性能、指标内容及要求。
（2）制定设计方案。
（3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。
（4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。
课程设计报告的主要内容如下： （1）课题名称。
（2）设计的任务、指标内容及要求，应完成的任务。 （3）设计方案选择及论证。
（4）总体电路的功能框图及其说明。 （5）功能块及单元电路的设计、计算与说明。 （6）总体电路原理图及其说明。 （7）所用的全部元器件型号参数等。 （8）收获、体会及改进想法等。 （9）主要参考文献。
六、课程设计基本选题
（一）课题一 单相半波晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）
（二）课题二 单相半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
（三）课题三 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）
（四）课题四 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
（五）课题五 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
（六）课题六 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管,阻感负载）
（七）课题七 MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）
（八）课题八 IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）
（九）课题九 升压斩波电路设计（纯电阻负载）
（十）课题十 IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）
（十一）课题十一 MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）
（十二）课题十二 IGBT单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）
（十三）课题十三 MOSFET单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）
（十四）课题十四 IGBT单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）
（十五）课题十五 升降压斩波在直流可逆电动机调速中的应用
七、参考书目
1．王兆安，黄俊主编．电力电子技木．第四版．北京：机械工业出版社，2004年1月
2．王云亮主编．电力电子技术．第一版．北京：电子工业出版社，2004年8月
3．梁廷贵主编．现代集成电路实用手册可控硅触发电路分册．北京：科学技术文献出版社，2002年2月
3 题目一: 单相半波晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~180º
题目二: 单相半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~90º
题目三: 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~180º
题目四: 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~90º
题目五: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）
设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~180º
题目六: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（阻感负载）设计要求：
1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~180º
题目七: MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、开关频率5KHz
4、占空比10%~90%
5、输出电压脉率：小于10%
题目八: IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、开关频率5KHz
4、占空比10%~90%
5、输出电压脉率：小于10%
题目九: MOSFET升压斩波电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=50V
2、输出功率：300W
3、开关频率5KHz
4、占空比10%~50%
5、输出电压脉率：小于10%
题目十: IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=50V
2、输出功率：300W
3、开关频率5KHz
4、占空比10%~50%
5、输出电压脉率：小于10%
题目十一: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、输出电压波形：1KHz方波
题目十二: IGBT单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、输出电压波形：1KHz方波
题目十三: MOSFET单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、输出电压波形：1KHz方波
题目十四: IGBT单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）
设计要求：
1、输入直流电压：Ud=100V
2、输出功率：300W
3、输出电压波形：1KHz方波
题目十五：升降压斩波在直流可逆电动机调速中的应用 设计要求：
（1）了解直流斩波在电机负载时的应用原理；
（2）构成调速系统实践电路，并完成系统调试；
（3）了解斩波器供电的直流电动机传动系统中，不同工作状态时的电压、电流波形和形成条件；
（4）画出系统电气原理图。
推荐第8篇：《电力电子技术》学习
《电力电子技术》学习总结
班 级：2015级电气工程及其自动化3班
姓 名：陈怀琪 学 号：15230229087 指导老师：刘康
2017年12月
一、学习内容：
通过一学期的学习，在刘康老师的细心指导下，明白电力电子技术这门课程大体是以电路和控制理论对电能进行变换和控制的技术，在电力电子领域的地位是十分重要。重点可看作电力的一个变换，交流—直流（整流）、直流—交流（逆变）、交流--交流（交流调压、交流变频）、直流—直流（直流斩波）。通过第一章对之前学过的知识进行一个梳理，为后面的章节作下铺垫，在第二章主要向我们介绍常用电力电子器件的基本结构、工作原理和特性、主要技术参数与选用，介绍是从应用的角度出发，并对各种器件驱动和保护及串并联做了简单介绍。其中刘康老师具体向我们介绍电力二极管主要类型，分别有普通二极管，快恢复二极管、肖特基二极管，晶闸管的静态、动态特性，重点是懂得分辨和了解GTO、GTR（电力晶体管）、MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT的优缺点及应用场合。
在第三章中，其实是本人觉得既是重点也是难点的一章，重点讨论了单相和三相整流电路的几种主要形式，它们是：单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路和三相桥式半控整流电路。内容看似很多，其实像刘康老师说得要举一反三，单相半波可控整流电路具体可分为阻性负载、感性负载，并且在理解的基础上能够画出相对应的工作波形，本章还分析了晶闸管整流装置在不同工作状态下电动机的机械特性及简单介绍谐波抑制和PWM整流技术。第四章向我们介绍直流斩波电路有多种拓扑结构，通常根据输入输出是否隔离分为非隔离型斩波电路和隔离型斩波电路，根据电路形式不同，非隔离型斩波电路可分为降压型斩波电路、升压型斩波电路、升降压型斩波电路、Cuk斩波电路等，学习了他们的工作原理，其主要通过控制触发角占空比间接控制升降压。在第五章学习了交流—交流变换电路，包括交流调压、交流电子开关、交流调功和交—交变频电路。单相交流调压电路通过改变晶闸管的触发延迟角a就可方便地实现对交流输出电压的调节。单相斩波调压电路一般采用全控型器件做交流开关，控制开关的导通时间，从而调节电路输出电压大小。第六章则是学习常用的换流方式，包括全控型器件的控制极关断方式的电网换流、负载换流和强迫换流三种方式，向我们介绍了目前应用最多的PWM逆变电路，及其控制方法。
二、学习收获：
总得下来，要想学会、学号电力电子技术这门课程，必须要学会对图形的分析，和对各种电路波形的分析，在这个过程中，锻炼自己对于电路图形、波形的逻辑性表达能力，在分析电路波形的过程中，要懂得分为细的阶段去分析，而不是一味地看图，明白纵横坐标的物理意义，各个阶段的各个元器件开关是怎么去动作，最重要的是电力变换的过程，明白其变换过程既可分析出各阶段的物理意义及量的关系，再到最后对图形的数学上的运算，有平均值、有效值、周期、峰值等的整定计算。更是要对各个元器件的工作原理、工作特性、优缺点以及其应用场合了解，这样在对图形分析，在对一个项目选用器件型号的时候不会忙手忙脚。
三、学习心得体会：
学完这门课程，明白电力电子技术在整个电子行业的地位重要性，在对电力电子器件分析的过程中，数学模型及图像是必不可少的工具，通过课程安排的实验课，将理论联系至实际，加深我对电力变换过程的理解，恍然明白其应用在我们生活中随处可见，小到我们可见的电动车，大到高楼大厦的电梯，几乎无处不在，可见这门课在电气工程是必修的一门，同时让我产生困惑的一门课，经常混淆单相半波可控整流电路及单相桥式半控整流等电路的电路结构与原理，相对应的图形分析也是需要常常去复习，我认为如果自己能够根据课本内容亲身动手做个小项目，关于可控整流及有源逆变电路这章重难点内容，一定可以很好地掌握，并在以后工作有这方面需求时能够得心应手，在此最后也非常感谢刘康老师对我们班级的细心指导，也在讲课的过程中慢慢可以跟得上老师的节奏，希望能在期末不负老师所望取得好成绩！
推荐第9篇：电力电子技术总结报告
《电力电子应用设计》课程学习总结报告
14001203nn 马云
1． 理论方面：
本课程主要以人造金刚石液压机合成加热调功控制系统为案例，主要学习了单相交流调压电路、触发脉冲发生电路、电压检测电路、电流检测转换电路、相位失衡检测电路、相位失衡保护电路、过压-过流保护电路、电源电路、比较与比例-积分电路等。
我们先将总图分解成三个部分，我所负责的是触发脉冲发生电路和电压检测电路（总图的左上方部分），我先通过DXP软件画出这两个电路的原理图，再通过SIM软件对触发脉冲发生电路和电压检测电路进行仿真，确认无误后用DXP开始PCB图的绘制，因为实际原因（铜板的大小）尽量将元器件安排的紧凑一些，最后将各个成员的PCB图汇总。打印出PCB图后去实验室进行板子的印刷、腐蚀、打孔、焊接，最后用实验室的仪器进行调试。
1.1 主电路及其工作原理
在电路中，要使晶闸管正常导通，必须同时满足下面两个条件：
（1）阳极对阴极加正向电压；
（2）控制极对阴极加正向电压（或正向脉冲）。
而且，晶闸管还有一个重要特点，就是它一旦导通后控制极即失去控制作用，器件始终处于导通状态，除非阳极对阴极电压降低到很小，致使阳极电流降到某一数值之下。
1.2 闭环控制系统主回路及其工作原理
1.3 电源电路及其工作原理
本系统电路工作需要的电源有5V、15V两个 1.3.1 正、负15V电路及其工作原理
桥式整流：用 4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器 。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
78
15、7915芯片：78
15、7915是一种三端正稳压器电路，TO-220F封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广，内含过流、过热和过载保护电路。
芯片前面两个电容成缓冲，后面两个芯片起滤波作用，使电压更稳定，二级管指示作用。
1.3.2 正5V电路及其工作原理
桥式整流：用 4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器 。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
集成稳压器7805；固定式的三端继承稳压器，它可以在满足一定条件下输出5V电压。
C
1、C2分别为输入端和输出端滤波电容。1.4 保护电路工作原理
1.4.1 相位失衡保护电路及其工作原理
通过LM324运算放大器将电路中的运算信号放大进入到“或”非门和“与”非门中进行比较来判断主电路相位是否失衡。
1.4.2 电压检测与过电压保护电路及其工作原理
电压检测电路：LM324和周围几个电阻组成一个放大运算器用于检测电压。 过电压保护电路：电压通过LM324放大再通过与非门和或非门进行比较，当电压过大时断开电路。
1.4.3 电流检测与过电流保护电路及其工作原理
过电流保护电路：电压通过LM324放大再产生电流再通过与非门和或非门进行比较，当电过大时断开电路。 2． 电路仿真
运用SIM软件进行仿真。
1、建立仿真文件。
2、绘制原理图。
3、原理图仿真。（
一、放置探针。
二、仿真设置。
三、RUN。） 3． 实验内容及方法步骤
3.1 实验目的
实现实验电路功能，在此过程中实践电力电子技术课程上所学的知识点。 3.2 实验电路
3.3 排版布线
1、焊盘按照板子大小尽可能的大一些。
2、线宽线距尽可能大些一般0.8mm，电源、地线尽可能加粗（根据工作电流而定）。
3、走线一般大于120度，不可以出现90度角走线。
4、走线尽量不要兜圈子、少拐弯，输入输出避免相邻平行走线防止反射干扰、自激。
5、高频电路和主控单片机拉开一定的距离，防止高频干扰，振荡线圈、电容、晶振布线尽可能短，避免分布电容、电感的影响。
3.4 元器件的安装和焊接
1、印刷前先用砂纸去除板子表面氧化铜。
2、腐蚀时注意摇晃和时间，不要腐蚀过度或未腐蚀完全。
3、低发热元件贴板
4、发热较大的元器件离板一定距离或作专门处理，甚至加装散热器，但要固定好
5、电焊工艺要标准。
4． 硬件电路调试方法和过程（此部分不得少于300字）
如按功能分为多个模块，各模块可单独先调，再进行2个或3个模块联调……，最后进行总体联调。 5． 心得体会：
5.1学习本课程的收获
在我们完成课设的过程中，我们分工合作通过原理图的绘制以及PCB图的绘制、布线，我们加深了对DXP软件的运用，通过对电路的仿真我们有学会了使用SIM软件。同时在电路板的手工印刷、腐蚀、打孔、焊接中加强了我们的实际动手能力。考验了我们的耐心和细心，最后通过对板子的各种调试，了解板子的各种性能及完成度，又是考验我们对实验室中各种调试仪器比如示波器、电源、变压器等的运用。
5.2本课程内容优点与不足
课程内容丰富，偏向于实际动手操作，老师手把手教我们SIM、DXP等等软件的应用，在课堂上抽出时间给我们的pcb图验错以便我们少走歪路，更快更好的完成自己的课堂任务。PPT生动形象的介绍了一个板子从设计要制作的所有流程。
5.3意见和建议
希望老师能够多给一些时间让我们完善我们的课设作品，时间过于紧凑失误也有很多。
5.4你对那些上课迟到、早退、旷课、玩手机、做其它与课程学习无关的事情以及抄袭作业的同学有什么看法？如果你是老师，你会采取怎样的应对措施？
这是对老师劳动成果的不尊重，一次警告，第二次就扣平时分，扣完为止。 6.附录
6.1 附录1 布线图 6.2 附录2 装配图
6.3 附录3 实物图
推荐第10篇：电力电子技术总结
电力电子技术总结
1晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极，门极和阴极。 2单向半波可控整流电路中，控制角α最大移相范围是0~180°
3单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度是导通角 4在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为√6U2 5在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控可获得较高的输出电压
6直流斩波电路是将交流电能转化为直流电能的电路
7逆变器分为有源逆变器和无源逆变器8大型同步发电机励磁系统处于灭磁运行时，三相全控桥式变流器工作于有源逆变
9斩波器的时间比控制方式分为点宽调频，定频调宽，调宽调频三种 10 DC/DC变换的两种主要形式为斩波电路控制型和直交直电路 11在三相全控桥式变流电路中，控制角和逆变角的关系为α+β=π
12三相桥式可控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内环流次数为6次 13在三相全控桥式整流逆变电路中，直流侧输出电压Ud=-2.34U2cosβ 14在大多数工程应用中，一般取最小逆变角β的范围是β=30° 15在桥式全控有源逆变电路中，理论上你逆变角β的范围是0~30° 16单相桥式整流电路能否用于有源逆变电路中 是
17改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压的幅值 电流型逆变器中间直流环节贮能元件是大电感
19三相半波可控整流电路能否用于有源逆变电路中？ 能
20在三相全控整流电路中交流非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有星型和三角形 21抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗 22为了利用功率晶闸管的关断，驱动电流后延应是一个负脉冲
23 180°导电型电压源型三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上下两个开关元件之间进行
24改变SPWM逆变器的调制波频率，可以改变输出电压的基波频率。
25恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小器件的存储时间，从而加快关断时间。 26在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度大于60° 27整流电路的总的功率因数P/S 28 PWM跟踪控制法的常用的有滞环比较方式和三角波比较方式
29单相PWM控制整流电路中，电源IsY与Us完全相位时，该电路工作在整流状态 30 PWM控制电路中载波比为载波频率与调制信号之比 Fc/Fr 31电力电子就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。分为电力电子器件制造技术和变流技术
32电力电子系统由主电路，控制电路，检测电路，驱动电路和保护电路组成。 33整流电路：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。 34逆变电路定义：把直流电逆变为交流电的电路
35有源逆变电路：将交流侧和电网连接时的逆变电路，实质是整流电路形式。 36无源逆变电路：将交流侧不与电网连接，而直接接到负载的电路。 逆变电路分类：为电压型逆变电路（直流侧为电压源）和电源型逆变电路（直流侧为电流源） 38 PWM控制定义：脉冲宽度控制技术39 SPWM波形：PWM波形脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时。 40异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即N值不断变化。
41控制方式：保持载波频率Fc固定不变，这样当调制信号频率Fr变化时，载波比N试变化的
42同步调制：在逆变器输出变频工作时，使载波与调制信号波保持同步的调制方式，即改变调制信号波频率的同时成正比的改变载波频率，保持载波比N等于常数。
43分段同步调制：把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内保持载波比N为恒定，不同频段内的载波比不同。
第11篇：电力电子技术课程设计
《电力电子技术》课程设计
专业：
班级：
学生姓名：
指导教师：
时间：
设计目的：
电力电子电路设计是在学习完《电力电子技术》课程之后的一个实践环节，可使学生在理论联系实际、综合分析、理论计算、归纳总结和实验研究等方面得到综合训练和提高，从而培养学生具有独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力。通过一个指定课题的设计过程，使学生初步建立正确的设计思想，熟悉工程设计的一般顺序、规范和方法，提高正确使用技术资料、标准、手册等工具书的工作能力。通过设计工作还可以培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的改造作风，树立正确的生产观念、经济观念和全局观念，为学生向工程技术人员过渡打下良好的基础。
电力电子主要运用于交直流的控制系统中，由于学生对该课程的后续课《交直流的控制系统》没有进行系统完整的学习，所以，《电力电子技术》课程设计的主要任务，只能侧重与由电力电子元件组成的整流与逆变电路（称为直流与交流调速系统的主电路）的设计。
主要内容：
电力电子元件组成的主电路（以整流电路为主）
1． 整流电路的类型选择
2． 整流变压器额定参数的计算
3． 整流元件的计算与选择
4． 晶闸管整流电路的保护电路及元件的计算
5． 电抗器的参数计算
在4kw以下直流电动机的不可调速系统中，技术数据和要求如下：直流电动机：
额定功率Pn=1.1kw额定电压Un=110v额定电流In=13A转速nn=1500r/min电枢电阻Ra=1Ω极数2P=2励磁电压Uex=110v励磁电流Iex=0.8A
一．设计要求：
调速范围D=10；
转差率S≤10%；
制动迅速平稳。
二．设计内容：
1.确定控制方案、对整流方式、触发电路类型、进行分析比较，并做出正确选择。
2.对所选的电路进行计算分析：
① 整流变压器
② 晶闸管元件的选择
3）保护环节原件的分析、计算与选择
⑴交流侧
⑵支流侧
⑶变流器
3． 触发装置的选择
1）触发装置的选择与比较
2）触发装置的工作原理分析
4．电路整体工作情况的分析
5.其他内容以指导教师具体要求为主。
10kw直流电动机不可逆调速系统，技术数据和要求：
直流电动机：
型号Z3–71额定功率Pn=10kw额定电压Un=220v额定电流In=55A转速nn=1000r/min极数2P=4
电枢电阻Ra=0.5Ω电枢电感LD=7mH
励磁电压UL=220v励磁电流IL=1.6A
一． 设计要求：
调速范围D=10；
转差率S≤5%；
电流脉冲系统Si≤10%
二．设计内容
1．确定控制方案、对整流方式、触发电路类型、进行分析比较，并做出正确选择
2．对所选的电路进行计算分析
1）整流变压器
2）晶闸管元件的选择
3）保护环节原件的分析、计算与选择
⑴交流侧
⑵支流侧
⑶变流器
3．触发装置的选择
1）触发装置的选择与比较
2）触发装置的工作原理分析
4．电路整体工作情况的分析
5.其他内容以指导教师具体要求为主。
第12篇：Fall_电力电子技术review1231
电力电子技术复习提纲
一．考试题型
1．填空题（30%）
2．计算、分析题（70%）
二．考试纲要:
1．电力电子技术的概念、研究重点、发展方向，与其他电路的异同；理想开关的特性，实际开关的特性；变换器的分类；电容、电感的特性
2．各电力电子开关（晶闸管、双向晶闸管、门极可关断晶闸管、电力场效应晶体管、绝缘型双极型晶体管）的名称、英文缩写、电路符号，理想特性，控制类型（电流控制型、电压控制型）、可控与不可控。
3．AC-DC 变换器：单相 (半波、全波) 可控整流 (纯电阻型、纯电感型负载).计算各电路的电压和电流的平均值、有效值
4．DC-DC 变换器：分析Buck、Boost、Buck-Boost电路的连续模式（电感、电容上的电压、电流波形图），分析连续模式下各变换器的变换因子、纹波系数；电压型PWM控制器原理
5．DC-AC 变换器：单相（半桥、全桥）方波逆变器（阻性负载、感性负载的波形）、三相方波逆变器（波形、幅值）
6．AC-AC 变换器：开关控制，单相触发延迟角控制 (R负载、L负载的波形及输出电压有效值，R-L负载的波形)，单相周波变换器
第13篇：电力电子技术实验总结
电力电子技术实验总结
物理系 自动化二班
对于工科大学生，在大学里我们应在生活学习中参加科学研究实践，学会进行科学研究的方法，为今后参加科学研究工作打下基础尤为重要。拿我个人来说，通过半年对电力电子技术实验的学习，在老师的循循善诱，谆谆教导下，通过循序渐进的系统学习和操作训练，对实验的知识和思想有了冰山之一角的认识，自己从中受益匪浅。
首先，实验课给我提供了手脑并用的良好机会，对培养自己理论联系实际的科学作风也有特殊的功能，每次做实验前，都会提前读实验教材讲义和相关参考资料，完成预习报告，做好实验准备，经过一年半的学习，明显觉得自己的自学能力大大提高了。其次，在实验教材和老师的提示下，独立地对实验进行操作，正确观察实验现象，进行实验数据测量，发现自己的动手能力也提高了。同时，每次都会列出实验表格，记录和处理数据，绘制数据曲线，运用课本上的理论对实验进行分析判断，并撰写实验报告，明显感觉到自己的分析判断能力和表达能力得到充分的锻炼。
通过这个学期的电力电子技术基础实验，我觉的作为一名工科类的学生，我深知自己的实践能力仍十分欠缺，需要不断的提高，而实验正是一个很好的机会能够锻炼我的动手能力和思维创新能力，在学习及实验的同时我也学到了很多其他课程上没有学到的知识。这样的学习方法使得我们可以更深入的理解实验的原理，也同时拓宽了我们的思维创新能力。随着实验的水平的提高，对我们的要求也会越来越高，这更能够促使我们进步。希望以后我们会有比较开放的实验，这样可以充分调动我们的动手能力，提高我们的实践水平。我想，大学的实验并不重在对实验结果测量的准确性上，而是在与在实验过程中的思考问题的能力，以及将其付诸实验的动手能力，所以我期待着新的实验，期待着自己不断的进步。亲自做过实验后让我更明白从事科学研究必须要有严谨的科学作风，研究工作要一丝不苟，实事求是，科学实验常常要做大量的重复工作。
在现阶段，我们所接触的实验还处在基础实验和提高部分，这些是以后创新实验的坚实基础。因此，作为初学者的大学生，在试验中一定要培养自己的创新意识。总之，我觉得我从电力电子技术实验这门课中学到许多。最后我感谢给我帮助的老师和同组实验同学。
第14篇：电力电子技术课程设计指导书
《电力电子技术课程设计》指导书
一、课程设计的总体目标
《电力电子技术》课程是一门专业基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计是一个非常重要的实践教学环节。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、适用专业
自动化，电气工程及其自动化。
三、先修课程
电路、电子技术、电机拖动、单片机、微机原理等。
四、课程设计课时分配
课程设计时间为一周。基本课时分配如下：调研、查资料1天；总体方案设计2天；单元电路设计2天（画原理图，参数计算）；撰写设计报告及验收1天。
五、课程设计的总体要求
（1）熟悉变流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。 （2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。 （3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。 （4）广泛收集相关技术资料。 （5）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（6）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。
六、课程设计的内容
（1）明确设计任务，对设计任务进行具体分析，充分了解系统性能、指标内容及要求。 （2）制定设计方案。
（3）进行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。 （4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。
课程设计报告的主要内容如下：
（1）课题名称，介绍课题研究现状、前景及研究意义 （2）设计的任务、指标内容及要求，应完成的任务。 （3）设计方案选择及论证。 （4）总体电路的功能框图及其说明。 （5）功能块及单元电路的设计、计算与说明。 （6）总体电路原理图及其说明。 （7）所用的全部元器件型号参数等。 （8）收获、体会及改进想法等。 （9）主要参考文献。
七、课程设计的成绩评定
课程设计成绩主要根据以下几方面来评定：设计方案的正确性、先进性与创新性；关键电路设计与计算的正确性；分析问题和解决问题的能力；课题的完成情况；课程设计报告的撰写水平。
八、课程设计基本选题
（一）课题一 单相全波整流电路的设计
（二）课题二 单相桥式可控整流电路的设计
（三）课题三 三相半波整流电路的设计
（四）课题四 三相桥式可控整流电路的研究
（五）课题五 直流斩波电路的设计
（六）课题六 交流调压或交流调功电路的设计
（七）课题七 直流电机调速电路的设计
（八）课题八 有源、无源逆变电路的设计
（九）课题九 开关电源的设计
（十）课题十 变频技术的工程应用
注意事项：
① 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计，题目难度和工作量要适中，题目要结合工程实际。 ② 通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料。确立题目后，首先要明确自己课程设计的设计内容。要给出所要设计装置（或电路）的主要技术数据（如输入要求，输出要达到的目标，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能）。如：
直流电动机调压调速可控整流电源设计： 主要技术数据
输入交流电源：三相380V10% f=50Hz 直流输出电压：0－220V；50－220V范围内，直流输出电流额定值100A；直流输出电流连续的最小值为10A 设计内容：
整流电路的选择；整流变压器额定参数的计算；晶闸管电流、电压额定的选择；平波电抗器电感值的计算；保护电路的设计；触发电路的设计；画出完整的主电路原理图和控制电路原理图；列出主电路所用元器件的明细表
③课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。
电力电子技术课程设计 (注：格式宋体2号，加粗，居中）
班级：（黑体三号，加粗）
姓名：
学号：
指导教师：（一班：刘兰波，三班：张莉， 四班：孔祥春）（段落为：段前13磅、段后13磅，行距为：
1.72）
正文：另起一页，字体为仿宋四号,单倍行距，
注意：选题
一、二（成绩最好为及格60分）
三、四（成绩最好为70分）
五~十（成绩在70~100分）
第15篇：电力电子技术课程总结
学 号：1111111111
Hefei University
功率变换技术课程综述
报告题目：IGBT研究现状及发展趋势
专业班级： XXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXX 教师姓名： ZZZZZ老师 完成时间： 2017年5月14日
IGBT研究现状及发展趋势
中 文 摘 要
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
关键词：IGBT；半导体；研究现状；发展前景
Present situation and development trend of IGBT research
ABSTRACT IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), insulated gate bipolar transistor, is composed of BJT (bipolar transistor) and MOS (insulated gate FET) composite full controlled voltage composed of driven power semiconductor devices, has the advantages of high input impedance and low conductance GTR with MOSFET through the two aspects preure drop.The GTR saturation voltage is reduced, the carrier current density is large, but the driving current is large.The driving power of MOSFET is very small and the switching speed is fast, but the turn-on voltage drop is large and the carrier current density is small.IGBT combines the advantages of the above two devices, small driving power and lower saturation voltage KEYWORD:IGBT; Semiconductor; Status; Development prospect .
一、引言 ..............................................................................................................1
二、IGBT介绍 .....................................................................................................1 2.1 什么是IGBT ..........................................................................................1 2.2 IGBT的各种有关参数 ...........................................................................1 2.3驱动方式及驱动功率..............................................................................2
三、存在的问题....................................................................................................4
四、研究现状........................................................................................................5
五、发展趋势........................................................................................................6 参考文献................................................................................................................7
一、引言
自20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来, 电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台, 以此为基础开发的可控硅整流装置, 是电气传动领域的一次革命, 使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代, 这标志着电力电子的诞生。
进入70 年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品, 普通晶闸管不能自关断的半控型器件, 被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高, 电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展, 是电力电子技术的又一次飞跃, 先后研制出GTR.GTO, 功率MOSFET 等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件, 开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。
二、IGBT介绍
2.1 什么是IGBT 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础。
自IGBT商业化应用以来，作为新型功率半导体器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位，其电压范围为600V—6500V，电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术，因此被称为功率变流产品的“CPU”、“绿色经济之核”。在未来很长一段时间内，为适应全球降低CO2排放的战略需要，IGBT必将扮演更为重要的角色，是节能技术和低碳经济的重要支点。
2.2 IGBT的各种有关参数
2.2.1容量
低功率IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHZ以上区域，为满足家电行业的需求，ST半导体，三菱公司推出低功率IGBT产品，适用于微波炉，洗衣机等。而非传统性IGBT采用薄片技术，在性能上高速，低损耗，在设计600V-1200V的IGBT时，其可靠性最高。 2.2.2 开关频率
IGBT的开通过程按时间可以分为四个过程，如下：第一：门射电压Vge小于阀值电压Vth时。其门极电阻RG和门射电容CGEI的时间常数决定这一过程。当器件的集电极电流IC 和集射电压VCE均保持不变时，CGEI就是影响其导通延迟时间tdon的唯一因素。第二：当门射电压Vge达到其阀值电压时，开通过程进入第二阶段，IGBT开始导通，其电流上升速率dI/dt的大小与门射电压Vge和器件的跨导gfs有如下关系：dIc/dt=gfs（Ic）＊dVge/dt。其中，dVge/dt由器件的门极电阻Rg和门射电容CGEI所决定（对于高压型IGBT来说，门集电容Cgc可忽略不计）。第三：第三阶段从集电极电流达到最大值ICmax。第四：通之后，器件进入稳定的导通状态。
2.2.3 关断过程
当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。
鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。
2.3驱动方式及驱动功率
2.3.1 栅极驱动电压
因IGBT栅极—发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET 驱动所需偏压强。在+20℃情况下，实测60 A，1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge 增
加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程Uge 增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Ugc的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。 2.3.2对电源的要求
对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5V的关栅电压，以确保其完全可靠的关断( 过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为-2～10V之间 ) 。 2.3.3对驱动波形的要求
从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使 IGBT 快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在 IGBT 关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。但在实际使用中，过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下，IGBT过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压 Ldi/dt，并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成 IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时，应根据电路中元件的耐压能力及 du/dt 吸收电路性能综合考虑。
2.3.4对驱动功率的要求
由于 IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率，最小峰值电流可由下式求出：IGP=△Uge/RG+Rg；式中△ Uge=+Uge+|Uge|；RG是IGBT内部电阻；Rg 是栅极电阻。
驱动电源的平均功率为：PAV=Cge△Uge2f，（*式中f为开关频率；Cge 为栅极电容)。 2.3.5 栅极电阻
为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡，减小IGBT集电极的电压尖峰，应在IGBT栅极串上合适的电阻Rg。当Rg增大时IGBT导通时间延长，损耗发热
加剧;Rg减小时，di/dt 增高，可能产生误导通，使 IGBT 损坏。应根据 IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取 Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间 ( 在具体应用中，还应根据实际情况予以适当调整)。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏IGBT，建议在栅射间加入一电阻Rge，阻值为10 kΩ左右。
2.3.6栅极布线要求
合理的栅极布线对防止潜在震荡，减小噪声干扰，保护IGBT正常工作有很大帮助：
（1）布线时须将驱动器的输出级和lGBT之间的寄生电感减至最低 ( 把驱动回路包围的面积减到最小)；
（2）正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路，防止功率电路和控制电路之间的耦合；
（3）应使用辅助发射极端子连接驱动电路；
（4）驱动电路输出不能和 IGBT 栅极直接相连时，应使用双绞线连接； （5）栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。 2.3.7 隔离问题
由于功率IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，所以驱动电路必须与整个控制电路在电位上完全隔离。
三、存在的问题
因为IGBT工作时，其漏极区（p+区）将要向漂移区（n-区）注入少数载流子——空穴，则在漂移区中存储有少数载流子电荷；当IGBT关断（栅极电压降为0）时，这些存储的电荷不能立即去掉，从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断，即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长（10～50ms）。所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间，可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命，但是这将会引起正向压降的增大等弊病。
IGBT中存在有寄生晶闸管—MOS栅控的n+-p-n-p+晶闸管结构，这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制（采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响）。
四、研究现状
最近20年中，IGBT的发展很快，技术改进方案很多，并且实用化。每种改进措施的采取，都会把IGBT的性能向前推进。其中，最重要的还是不断把“通态压降—开关时间”的矛盾处理到更为优化的折衷点。不同公司宣布自己研制生产的IGBT进入了第X代。但是，总体看，随着重大技术改进措施的成功，可以把IGBT的演变归纳成以下五代。
（1）第一代：即平面栅(PT)型。它提出了在功率MOS场效应管结构中引入一个漏极侧pn结以提供正向注入少数载流子实现电导调制来降低通态压降的基本方案。
（2）第二代：采用缓冲层，精密控制图形和少子寿命的平面栅穿通（PT）型外延衬底IGBT。器件纵向采用n′缓冲层，既可以减薄有效基区厚度和硅片总厚度来减小通态压降，又能降低该发射结的注入系数，以抑制“晶闸管效应”。器件横向（平面）采用精密图形，减少每个元胞的尺寸，提高器件的开关速度。再采用专门的扩铂与快速退火措施，以控制基区内少数载流子寿命的较合理分布。这样的IGBT耐压达到1200V，通态压降达到2.1-2.3V，锁定效应得到有效抑制。这时，IGBT已经充分实用化了。
（3）第三代：沟槽栅（Trench gate）型IGBT。这一代IGBT采取沟槽栅结构代替平面栅。在平面栅结构中，电流流向与表面平行的沟道时，栅极下面由P阱区围起来的一个结型场效应管（J-FET）是电流的必经之路，它成为电流通道上的一个串联电阻。在沟槽栅结构中，这个栅下面的J-FET是被干法刻蚀的工艺很好地挖去了，连同包围这个区域、延伸到原来栅极下构成沟道的部分P区层也都挖掉。于是n+发射源区和留下的P区层就暴露在该沟槽的侧壁，通过侧壁氧化等一系列特殊加工，侧壁氧化层外侧的P区内形成了垂直于硅片表面的沟道。
（4）第四代：非穿通（NPT）型IGBT。随着阻断电压突破2000V的需求，IGBT中随承受电压的基区宽度超过150微米。这时靠高阻厚外延来生成硅衬底的做法，不仅十分昂贵（外延成本同外延层厚度成正比），而且外延层的掺杂浓度和外延层厚度的均匀性都难以保证。这时，采用区熔单晶硅片制造IGBT的呼声日渐成熟，成本可以大为降低，晶体完整性和均匀性得到充分满足。
（5）第五代：电场截止（FS）型。当单管阻断电压进一步提高，硅片的基区厚度就会急剧增加。于是，IGBT的通态压降势必随其耐压的提高而增大。FS型IGBT吸收了PT型和NPT型两类器件的优点，形成硅片厚度比NPT型器件薄约
1/
3、又保持正电阻温度系数单极特征的各项优点。
五、发展趋势
IGBT作为电力电子领域非常理想的开关器件，各种新结构、新工艺及新材料技术还在不断涌现，推动着IGBT芯片技术的发展，其功耗不断降低，工作结温不断升高，从125℃提升到了175℃并向200℃迈进，并可以在芯片上集成体二极管，形成逆导IGBT(RC-IGBT/BIGT)，无需再反并联续流二极管，在相同的封装尺寸下，可将模块电流提高30%，还可以将电流及温度传感器集成到芯片内部，实现芯片智能化。
IGBT芯片内部集成传感器通过对IGBT芯片的边缘结构进行隔离处理，可以形成具有双向阻断能力的IGBT(RB-IGBT),在双向开关应用中无需再串联二极管，并具有更小的漏电流及更低的损耗。
与此同时，IGBT的工艺水平也在不断提升，许多先进工艺技术，如离子注入、精细光刻等被应用到IGBT制造上。IGBT芯片制造过程中的最小特征尺寸已由5um，到3um，到1um，甚至达到亚微米的水平。采用精细制造工艺可以大幅提高功率密度，同时可以降低结深，减小高温扩散工艺，从而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片来制造IGBT成为可能。随着薄片与超薄片加工工艺的发展，英飞凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片样品，不久的未来有望实现产品化应用。
此外，新材料如宽禁带半导体材料技术的发展，可以实现更低功耗、更大功率容量、更高工作温度的器件，其中SiC成为目前的大功率半导体的主要研究方向，并在单极器件上实现商品化，在IGBT等双极器件的研究上也不断取得进展。目前IGBT主要受制造工艺及衬底材料的缺陷限制，例如沟道迁移率及可靠性、电流增益较小及高掺杂P型衬底生长等问题，未来随着材料外延技术的发展，SiC IGBT将会实现突破。
参考文献
[1] 王兆安，黄俊电力电子技术[M].4版.北京：机械工业出版社，2000.[2] 陈志明.电力电子器件基础[M].北京：机械工业出版社，1992 [3] 周志敏，周纪海，纪爱华.IGBT和IPM及其应用电路，北京：人民邮电出版社，2006.3
[4] 刘国友, 罗海辉, 刘可安等.牵引用3300V IGBT芯片均匀性及其对可靠性的影响[J]，机车电传动，2013, No.231(02) 6-9
第16篇：《电力电子技术》读书报告
《电力电子技术》读书报告
通过阅读《电力电子技术》我认识到，电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。而电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。其中电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。
电力电子器件的发展史
1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多年的概念更新、性能换代的发展历程。
第一代电力电子器件
以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。
第二代电力电子器件
自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。
第三代电力电子器件
20 世纪90 年代以后，为使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。
电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。
该技术的实际应用作用有很多：
(1)优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。
(2)改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。
(3)电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号、实现无噪音且具有全新的功能和用途。
电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。
电力电子技术的发展是从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。目前，电力电子技术电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
电力电子技术的主要应用方向：
1、变频器是集微电子、电力电子和控制技术于一体，通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电，实现对交流电机的无级调速。在节约电能，改善生产工艺、提高生产自动化水平等方面，具有突出的作用。
2、电子电源主要包括分为开关电源和不间断供电电源，此外还有许多其他种类，如变频电源、电解电镀电源、焊接电源、感应加热电源、充电电源、霓虹灯和照明电源等。种类繁多，分布广泛。为现代通信、计算、照明等行业提供电力支持。
3、电力系统中的应用包括：
1)发电系统，大型发电机的静止励磁控制装置，水力、风力发电机的变速恒频，发电厂风机、水泵的变频调速，太阳能发电控制系统；2)输电系统，柔性交流输电技术(FACTS)，高压直流输电技术(HVDC)，静止无功补偿器(SVC)；3)配电系统；4)用电系统。
总之，电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
如今，现代电力电子技术的应用领域已经深入到社会生活生产的各个方面，在全球能源紧张的当下，电力电子技术研究的面临的问题是如何更好的利用电能提高电能的应用效率，这就需要考虑电力变换损耗，电力输送损耗，电力应用损耗以及新能源的应用等各个方面。所以，电力电子器件高压高频化、谐波抑制、电磁兼容、灵活交流输电、软开关技术、变频技术、控制与驱动等方面性技术的改进成为现阶段最大的技术难点和研究热点。
现代电力电子技术将往下面几个方面发展：
1、电力电子器件向高电压、大电流、高速化方向发展、并出现专用的电力半导体器件。
2、不断提高应用可靠性，抑制电应力是关键。由于电应力可以引起很多灾难性后果。因此，分析研究电应力的出现原因，采取各种抑制电应力的措施，也是提高电力电子应用可靠性的关键。
3、全面控制电气参数的变换，向波形重组前进。现在的典型应用有：
a、脉宽调制（PWM），b、交－交矩阵式变频器，c、有源无功功率补偿－谐波滤波装置。
4、现代电力电子技术新应用领域展望：
a、电机系统节能；b、电动车辆及充电站网络；c、中高压直流输配电系统；d、电能储存装置；e、高性能逆变器在太阳能发电技术中的应用；f、未来新型led的照明的供电系统设计。
通过阅读这本书，我对电力电子技术的兴趣愈发浓厚。明白了电力电子技术的基本原理和方法及作用。我将会继续深入了解和学习这项技术。希望自己可以在电子技术方面学到更多更深的知识。
第17篇：电力电子技术课程综述
目录
摘要： ...............................................................................................................1
一、电力电子技术主要内容 ................................................................................1
1、1电力电子器件及应用 .............................................................................1
1、
1、1电力电子器件分类 .....................................................................1 1.1.2电力电子器件的应用 ......................................................................2 1．2 整流（AC-DC变换器） ........................................................................2
1．2.1整流电路分类 ..............................................................................2 1.2.2 整流的概念 ...................................................................................3 1．3斩波 ....................................................................................................3
1.3.1基本概念 ......................................................................................3 1.3.2主要内容 ......................................................................................3
1、4逆变 ....................................................................................................4
1.4.1基本概念 ......................................................................................4 1.4.2主要内容 ......................................................................................4
1、5 AC-AC变换器 ......................................................................................4
1.5.1基本概念 ......................................................................................4 1.5.2主要内容 ......................................................................................5
二、电力电子技术的应用 .....................................................................................5
三、学习小结 .....................................................................................................5
四、电力电子的发展及其发展趋势 ........................................................................6
五、电力电子技术的具体应用 ..............................................................................7 参考文献 ............................................................................................................8
摘要：
电力电子技术（Power Electronics Technology）是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。电力电子技术（Power Electronics Technology）是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科，是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科。包括电压、电流、频率和波形变换等知识，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科。
关键字: 整流、逆变、斩波、变频
正文
一、电力电子技术主要内容
1、1电力电子器件及应用
1、
1、1电力电子器件分类
按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类： 1.半控型器件，例如晶闸管；
1 2.全控型器件，例如GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管），MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）；
3.不可控器件，例如电力二极管；
按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类： 1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（静电感应晶闸管）； 2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR；
根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类：
1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO；
2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT；
按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类： 1.双极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR； 2.单极型器件，例如MOSFET、SIT；
3.复合型器件，例如MCT（MOS控制晶闸管）和IGBT 1.1.2电力电子器件的应用
电力电子技术是利用电力电子器件构成各种开关电路，按一定的规律，实时，适式地控制开关器件的通，断状态，可以实现电子开关型电力变换和控制的技术。
1．2 整流（AC-DC变换器） 1．2.1整流电路分类
1、不可控整流电路
2
2、相控整流电路
3、相控有源逆变电路
4、电压型桥式PWM整流电路
1.2.2 整流的概念
AC-DC变换器是指将交流电能的电力电子装置，而AC-DC变换器的交流侧一般连入电网或其他交流电源。通常根据AC-DC变换器运行过程中电能传递方向的不同，AC-DC变换器又可分为整流运行和有源逆变运行两种工作状态：当AC-DC变换器运行过程中，若电能由交流侧向直流侧传递，此种工作状态称为整流，运行于整流工作状态的AC-DC变换器通常称为整流器。
1．3斩波 1.3.1基本概念
DC-DC变换器是指能将一定幅值的直流电变换成另一幅值直流电的电力电子装置，主要应用于直流电压变换（升压、降压、升降压等）、开关稳压电源、直流电机驱动等场合。
1.3.2主要内容
1、DC-DC变换器基本电路构成的基本思路与换流分析。
2、开关变换器中电感、电容元件的基本特性——伏秒平衡特性（电感元件）、安秒平衡特性（电容元件），这是定量分析开关变换器的基础。
3、电流连续条件下的DC-DC变换器基本特性分析，这是DC-DC变换器性能分析和参数设计的基础，主要包括：稳态增益、电感电流及电容电压脉动量、功率器件中电压及电流关系等。
4、多象限和多相多重DC-DC变换器的结构特点和换流分析。
3
1、4逆变 1.4.1基本概念
DC-AC变换器是指能将一定幅值的直流电变换成一定幅值和一定频率交流电的电力电子装置，又称逆变器。如果DC-AC变换器的交流输出连接无源负载，则称这种DC-AC变换器为无源逆变器；如果DC-AC变换器的交流输出连接电网，则称这种DC-AC变换器为有源逆变。
1.4.2主要内容
1、逆变器的电路结构、分类及主要性能指标。
2、逆变器的三种基本变换方式——方波变换、阶梯波变换、正弦波变换。
3、方波逆变器的基本电路及其特点。
4、正弦波逆变器及其SPWM控制
1、5 AC-AC变换器 1.5.1基本概念
AC-AC变换器是指将一种形式的交流电变换成另一种形式的交流电的电力电子变换装置。根据变换参数的不同，AC-AC变换电路可以分为交流调压电路、交流电子控制电路和交-交变频电路。交流调压电路一般采用相位控制，其特点是维持频率不变，仅改变输出电压的幅值，它广泛应用于电炉控制温度、灯光调节、异步电机的软启动和调速等场合；交流电力控制电路主要用于投切交流电力电容器以控制电网的无功功率，也可以用于电炉的温度控制；交-交变频电路也称直接变频电路，是一种没有中间直流环节就能把某一频率、电压的交流电直接变换成另一种频率、电压交流电的变换电路。
4 1.5.2主要内容
1、交流调压电路的构成思想、单相相控式交流调压电路的工作原理、星形连接的三相相控式交流调压电路的工作原理和电路的工作特点。
2、交流调功电路的工作原理、晶闸管投切电容器电路的工作特点
3、相控式单相交-交变频器的电路构成特点、工作原理、调压方法；相控式三相交-交变频器的电路接线特点。
二、电力电子技术的应用
1、大功率直流电源。它的发展主要以提高单机容量和增加效率为主要目标。 电机控制。无论是交流电机还是直流电机均采用电力电子技术来完成电机的速度、转矩、跟随性等控制，但目前更多的是研究直流调速不能涉及的应用领域。
2、电源变换。它的发展主要以增加效率和提高控制性能为主要目标，如电焊机、电磁
3、感应加热、电动机车、电动汽车，电镀电源、电冰箱、洗衣机等控制。
4、高压直流输电。无功功率补偿等等。
5、开关型电力电子变换电源。
三、学习小结
时间总是过得这么快的，本学期的课程结束了，但是学习还没有结束！电力电子对我而言并不是很难，只要上课认真听老师讲解了，自己课下也花时间
5 去学习了，就会很好理解！对于各种电路及波形的分析也不是很难。我觉得这本书的重点和难点是AC-DC变换器这章，需要我们去理解，学透。这章的内容老师也是重点讲解的，当然一开始有点半懂不懂的，理解和做题方面都存在不少问题，所以会和同学在一起讨论。课上老师的详细解释加上课后同学的帮助，是我很快找到了学习这门课的方法。死记硬背肯定是不行的，一定要去理解。课堂上听老师讲过之后，一定要自己去过一遍，要彻底明白，知道自己会分析，理解！本学期课程结束之后，我们开始了电力电子实验，通过实验能够使用到上课学习的理论知识，也锻炼了自己的动手能力，我觉得这几节实验课对我来说受益匪浅，理论联系实际是最好的学习方法。总之，这门课程我学会了很多知识，感谢老师的悉心教导以及同学们的帮助！
四、电力电子的发展及其发展趋势
电力电子技术已经成为国民经济建设中的关键基础性技术之一。当前, 面对全球性的能源危机和环境问题, 电力电子技术更是利用其独有的特点, 发挥出不可替代的作用。在电气工程领域呈现三大应用热点: 电气节能、新能源发电和电力牵引。
1、电气节能
电气节能包括变频调速、电能质量有源滤波等，尤其以变频调速为主要内容。今后进一步的发展主要集中在：
（1） 专用型。主要为专门的应用进行专门的设计和制作, 以提高性能简化功能, 减低成本为主要目的。
（2）集成型。越来越多的电力传动系统将电机。变频器及其控制集成于一体, 形成一个系统产品。
（3）高性能。包括高效率, 主要在精细化入手; 高精度, 增加闭环控制; 高容错性能, 充分利用电力电子装置可调可控的的特点, 来达到系统容错的目的。
2、新能源发电
6 新能源发电中的电力电子技术应用特点为：一次能源供给随机性大, 风能、太阳能都随天气情况而有很大变化; 并网发电要求高，电网侧要求输入电能波动小, 电能质量高等。其中主要的问题是装备可靠性差，有关功能和性能还满足不了要求, 标准不统一。
3、电力牵引
电力牵引正成为世界各国交通发展重点。 电力牵引主要包括高铁、地铁、城市轻轨、电动汽车等。电力牵引的核心部分是电力电子与电力传动。电力牵引的主要特点为：蓄电池供电，四象限运行，恒力矩控制，高温、强振动环境等。 这些特点对电力电子设备要求较高。当前在电力牵引中的电力电子技术主要发展方向包括：
（1）提高电力电子变换器装置的效率和功率密度, 主要发展集成技术和冷却技术; （2） 实施精确控制, 应用高性能的闭环控制, 特别是针对低速和高速下的矢量控制和直接转矩控制一直是热点研究课题; （3）保证可靠运行, 采用冗余控制以及能量综合管理技术等。 电力电子技术是目前发展较为迅速的一门学科，是高新技术产业发展的主要基础技术之一，是传统产业改造的重要手段。电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。可以预言，随着各学科新理论、新技术的发展，电力电子技术的应用具有十分广泛的前景。
五、电力电子技术的具体应用
开关稳压电源
1、开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的，开关电源顾名思义有开关动作，它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高效率，一般在90％以上，缺点是文波和开关噪声较大，适用于对文波和噪声要求不高的场合；而线性电源没有开关动作，属于连续模拟控
7 制，内部结构相对简单，芯片面积也较小，成本较低，优点是成本低，文波噪声小，最大的缺点是效率低。
2、系统结构，电源框图如图所示系统主要由隔离变压、整流滤波、DC—DC变换器、控制系统、显示等电路模块组成。隔离变压模块实现220VAC变压为18VAC，再经整流滤波电路转换为直流电压；控制器模块实现数码管显示、A/D和D/A转换、过流保护、DC—DC电压输出控制和稳压、显示、人机交换等功能;过流保护电路实现输出电流过流保护功能；同时，电压负反馈电路进一步对负载电压进行精确控制。
图1
参考文献
1、张兴.电力电子技术.科学出版社
2、陈坚.电力电子学－电力电子变换和控制技术.北京：高等教育出版社,2002.
3、王兆安 黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2003.
4、陈国呈,周勤利.变频技术研究[J].上海大学自动化学院学报,1995(6):23-26.
5、王正元.面向新世纪的电力电子技术电源技术应用，2001
6、刘志刚，叶斌，梁晖.电力电子学.北京清华大学出版社，北京交通大学出版社
8
第18篇：电力电子技术第二章总结
2016 电力电子技术
作业：第二章总结
班级：XXXXXX学号：XXXXXXX姓名：XXXXXX 第二章电力电子器件 总结 1.概述
不可控器件——电力二极管(Power Diode) GPD FRD SBD 半控型器件——晶闸管(Thyristor) FST TRIAC LTT 典型全控型器件 GTO GTR MOSFET IGBT 其他新型电力电子器件 MCT SIT SITH IGCT 功率集成电路与集成电力电子模块 HVIC SPIC IPM 1.1相关概念
主电路(Main Power Circuit):在电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路｡ 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｡
1.2特点
电功率大,一般都远大于处理信息的电子器件｡ 一般都工作在开关状态｡
由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路(主要对控制信号进行放大)｡ 功率损耗大,工作时一般都需要安装散热器｡
通态损耗,断态损耗,开关损耗(开通损耗 关断损耗) 开关频率较高时,可能成为器件功率损耗的主要因素｡
电力电子器件在实际应用中的系统组成
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｡ 关键词 电力电子系统 电气隔离 检测电路 保护电路 三个端子
1.3电力电子器件的分类 按能够被控制电路信号控制的程度不同可分为 半控型器件(开通可控,关断不可控) 全控型器件(开通,关断都可控) 不可控器件(开通,关断都不可控) 按照驱动信号的性质不同可分为 电流驱动型 电压驱动型
按照驱动信号的波形(电力二极管除外 )不同可分为 脉冲触发型 电平控制型
按照载流子参与导电的情况不同可分为 单极型器件(由一种载流子参与导电) 双极型器件 (由电子和空穴两种载流子参与导电)复合型器件 (由单极型器件和双极型器件集成混合而成,也称混合型器件) 关键词 控制的程度 驱动信号的性质､波形 载流子参与导电的情况 工作原理 基本特性 主要参数
2不可控器件——电力二极管(Power Diode) 2.1结构与工作原理
电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的｡
PN节(PN junction):采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结｡
N型半导体(N为Negative的字头,由于电子带负电荷而得此名):即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体｡
P型半导体(P为Positive的字头,由于空穴带正电而得此名):即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体｡
正向电流IF :当PN结外加正向电压(正向偏置)时,在外电路上则形成自P区流入而从N区流出的电流｡
反向截止状态:当PN结外加反向电压时(反向偏置)时,反向偏置的PN结表现为高阻态,几乎没有电流流过的状态｡
反向击穿:PN结具有一定的反向耐压能力,但当施加的反向电压过大,反向电流将会急剧增大,破坏PN结反向偏置为截止的工作状态｡雪崩击穿 齐纳击穿(可以恢复) 热击穿(不可恢复) P-i-N结构 电导调制效应(Conductivity Modulation):当正向电流较小时,管压降随正向电流的上升而增加;当正向电流较大时,电阻率明显下降,电导率大大增加的现象｡ 关键词 少子 扩散运动 空间电荷区(耗尽层､阻挡区､势垒区) 结电容CJ:PN结中的电荷量随外加电压而变化,呈现电容效应｡(微分电容) 扩散电容CD:扩散电容仅在正向偏置时起作用｡正向电压较高时,扩散电容为结电容主要成分｡ 势垒电容CB:势垒电容只在外加电压变化时才起作用,外加电压频率越高,势垒电容作用越明显｡在正向偏置时,当正向电压较低时,势垒电容为主｡
作用:结电容影响PN结的工作频率,特别是在高速开关的状态下,可能使其单向导电性变差,甚至不能工作｡
2.2基本特性
静态特性(伏安特性) 门槛电压UTO 正向电压降UF
反向漏电流是由少子引起的微小而数值定｡ 动态特性
结电容 零偏置,正向偏置,反向偏置 不能立即转换状态 过渡过程
正向偏置时
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:Sr= tf / td,或称恢复系数,Sr越大恢复特性越软｡
由零偏置转换为正向偏置
过冲UFP : 原因:1)电导调制效应起作用所需的大量少子需要一定的时间来储存,在达到稳态导通之前管压降较大｡2)正向电流的上升会因器件自身的电感而产生较大压降｡电流上升率越大,UFP越高｡
正向恢复时间:tfr
2.3主要参数
正向平均电流IF(AV) 正向压降UF 反向重复峰值电压URRM 最高工作结温TJM 反向恢复时间trr 浪涌电流IFSM
2.4主要类型
普通二极管(General Purpose Diode) 快恢复二极管(Fast Recovery Diode,FRD) 肖特基二极管(Schottky Barrier Diode, SBD) 3半控型器件——晶闸管(Silicon Controlled Rectifier,SCR) 3.1结构和工作原理
内部是PNPN四层半导体结构如图a) P1 区引出阳极A､N2 区引出阴极K､ P2 区引出门极G 工作原理可以用双晶体管模型解释如右图b)｡
工作过程关键词: IG V2 Ic2 Ic1 正反馈 触发 门触发电路
其他几种可能导通的情况
阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 光触发 结温较高 只有门极触发是最精确､迅速而可靠的控制手段｡
3.2基本特性
静态特性
正常工作特性
当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通 ｡ 当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通 ｡
晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通 ｡ 若要使已导通的晶闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下｡ 伏安特性
如右图所示 包括正向特性和反向特性
正向转折电压Ubo 维持电流IH
反向最大瞬态电压URSM 反向重复峰值电压URRM 断态重复峰值电压UDRM 断态最大瞬时电压UDSM
动态特性
如右图所示
延迟时间td (0.5~1.5s) 上升时间tr (0.5~3s) 开通时间tgt=td+tr 反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间tgr 关断时间tq=trr+tgr
3.3主要参数(包括电压定额和电流定额) 电压定额
断态重复峰值电压UDRM 反向重复峰值电压URRM 通态(峰值)电压UT
通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压｡选用时,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3倍｡ 电流定额
通态平均电流 IT(AV) 维持电流IH 擎住电流 IL 浪涌电流ITSM 动态参数
开通时间tgt和关断时间tq 断态电压临界上升率du/dt 通态电流临界上升率di/dt
3.4晶闸管的派生器件
快速晶闸管(Fast Switching Thyristor, FST) 双向晶闸管(Triode AC Switch——TRIAC or Bidirectional Triode Thyristor) 逆导晶闸管(Reverse Conducting Thyristor, RCT) 光控晶闸管(Light Triggered Thyristor, LTT)
典型全控型器件
4门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor, GTO) 晶闸管的一种派生器件,但可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断,因而属于全控型器件｡
4.1结构与工作原理
其结构原理可以参考晶闸管 数十个甚至数百个小GTO单元
4.2基本特性
静态特性和普通晶闸管类似 动态特性
储存时间ts 下降时间tf 尾部时间tt
4.3主要参数
最大可关断阳极电流IATO 电流关断增益off 开通时间ton 关断时间toff
5电力晶体管(Giant Transistor, GTR) 5.1结构和工作原理
与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的｡ 最主要的特性是耐压高､电流大､开关特性好｡ 达林顿接法 单元结构 并联 三层半导体 两个PN结
5.2基本特性
右图所示
静态特性
右图所示 动态特性
右图所示
5.3主要参数
电流放大倍数 直流电流增益hFE
集电极与发射极间漏电流Iceo 集电极和发射极间饱和压降Uces 开通时间ton和关断时间toff 最高工作电压
BUceo:基极开路时集电极和发射极间的击穿电压
实际使用GTR时,为了确保安全,最高工作电压要比BUceo低得多｡集电极最大允许电流IcM
集电极最大耗散功率PcM
6电力场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor FET, MOSFET) 6.1结构和工作原理
SDDGN+PN+N+沟道PN+N-GGN+SSDN沟道P沟道a)b)
6.3基本特性
图1-19静态特性
动态特性
MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系,可以降低栅极驱动电路的内阻Rs,从而减小栅极回路的充放电时间常数,加快开关速度｡
6.4主要参数
跨导Gfs､开启电压UT以及开关过程中的各时间参数｡
漏极电压UDS
漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM
栅源电压UGS
极间电容 CGS､CGD和CDS｡
漏源间的耐压､漏极最大允许电流和最大耗散功率决定了电力MOSFET的安全工作区｡
7绝缘栅双极晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor, IGBT or IGT) 综合了GTR和MOSFET的优点 场控器件
7.1结构和工作原理
内部结构图
其开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定的｡
7.2基本特性
静态特性 转移特性 输出特性 动态特性
开通过程
开通延迟时间td(on) 电流上升时间tr 电压下降时间tfv 开通时间ton= td(on)+tr+tfv
tfv分为tfv1和tfv2两段｡
关断过程
关断延迟时间td(off) 电压上升时间trv 电流下降时间tfi
关断时间toff = td(off) +trv+tfi
tfi分为tfi1和tfi2两段
7.3主要参数
最大集射极间电压UCES 最大集电极电流 最大集电极功耗PCM
8其他新型电力电子器件
MOS控制晶闸管MCT 静电感应晶体管SIT 静电感应晶闸管SITH 集成门极换流晶闸管IGCT
基于宽禁带半导体材料的电力电子器件
第19篇：电力电子技术课程设计报告格式
力 子技术课程设计报告
题目
姓名学号201009140305年级3班专业电气工程及其自动化系（院）汽车学院指导教师齐延兴
年月日
电电
课程设计用纸和格式要求：
A4纸打印（页边距：上下左右各留2.2cm）
大标题：3号字，宋体加粗
小标题：4号字，宋体加粗
正文：小4号字，宋体，固定间距20磅
要求图表规范，文字通顺，逻辑性强
报告字数不少于8000字。
具体格式及要求如下：
题目//三号宋体加粗居中
一、引言（介绍课题研究现状、前景及研究意义）//四号宋体加粗，顶格 正文//小四，宋体，固定间距20磅
二、设计任务（设计的任务、设计指标内容及要求，应完成的工作）
三、设计方案选择及论证（列举几个适合本课题的设计方案，论证选取最优的一个进行设计）
四、总体电路设计（总体电路的功能框图及其说明）
五、各功能模块电路设计（各功能模块的设计、计算与说明，所用元器件选型及参数等）
六、总体电路（总体电路原理图及其说明）
七、总结（电路调试及结果，设计过程收获、体会及改进想法等）
八、参考文献（格式如下，不少于6篇）
[1] 王兆安，黄俊.电力电子技木（第四版）[M]．北京：机械工业出版社，2004.
[2] 徐国华.超声波测距系统的设计与实现[J].电子技术应用, 1995(12):6-7.
注：电力电子技术课程设计报告（打印稿）
电力电子技术课程设计报告（电子稿），命名方法：设计题目-姓名（班级） 提交时间：
第20篇：电力电子技术课程设计报告格式
四川职业技术学院
《电力电子技术》课程设计
课题：
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
