電力電子復(fù)習(xí)資料

1、第一章 概述可以認為，所謂電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。通常所說的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)都屬于信息電子技術(shù)。 具體地說，電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)。電能變換的形式共有四種：交流-直流變換、直流-直流變換、直流-交流變換、交流-交流變換。電力電子器件的制造技術(shù)是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。變流技術(shù)則是電力電子技術(shù)的核心。美國學(xué)者W. Newell認為電力電子學(xué)是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個學(xué)科交叉而形成的。一般認為，電力電子技術(shù)的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出第一個晶閘管為標(biāo)志的。把驅(qū)動、控制、保

2、護電路和電力電子器件集成在一起，構(gòu)成電力電子集成電路（PIC），這代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。電力電子集成技術(shù)包括以PIC為代表的單片集成技術(shù)、混合集成技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)。隨著全控型電力電子器件的不斷進步，電力電子電路的工作頻率也不斷提高。與此同時，軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用在理論上可以使電力電子器件的開關(guān)損耗降為零，從而提高了電力電子裝置的功率密度。 第二章電力電子器件2.1：電力電子器件概述1、電力電子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于處理電能的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。電力電子器件一般工作在開關(guān)狀態(tài)2、電力電子器件的功率損耗：通態(tài)損耗、

3、斷態(tài)損耗、開關(guān)損耗（開通損耗、關(guān)斷損耗）通態(tài)損耗是電力電子器件功率損耗的主要成因。當(dāng)器件的開關(guān)頻率較高時，開關(guān)損耗會隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素。 3、電力電子器件在實際應(yīng)用中，一般是由控制電路、驅(qū)動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個系統(tǒng)。4、電力電子器件的分類（1）按照能夠被控制電路信號所控制的程度：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號可以控制其導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。全控型器件是指用控制信號既可以控制其導(dǎo)通，也可以控制其關(guān)斷的電力電子器件。不控型器件是指用控制信號既不能控制其導(dǎo)通，也不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。（2）按照驅(qū)動信號的

4、性質(zhì)：電流驅(qū)動型、電壓驅(qū)動型。（3）按照驅(qū)動信號的波形：脈沖觸發(fā)型、電平觸發(fā)性。（4）按照載流子參與導(dǎo)電的情況：單極型器件、雙極型器件、復(fù)合型器件。2.2：電力二極管1、電力二極管（Power Diode）自20世紀50年代初期就獲得應(yīng)用，但其結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠，直到現(xiàn)在電力二極管仍然大量應(yīng)用于許多電氣設(shè)備當(dāng)中。在采用全控型器件的電路中電力二極管往往是不可缺少的，特別是開通和關(guān)斷速度很快的快恢復(fù)二極管和肖特基二極管，具有不可替代的地位。 電力二極管是以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)的,實際上是由一個面積較大的PN結(jié)和兩端引線以及封裝組成的。從外形上看，可以有螺栓型、平板型等多種封裝。2、電力二極管的

5、基本特性： （1）靜態(tài)特性：即單向?qū)щ娦?，主要是指其伏安特?（2）動態(tài)特性：因為結(jié)電容的存在，電壓電流特性是隨時間變化的，這就是電力二極管的動態(tài)特性，并且往往專指反映通態(tài)和斷態(tài)之間轉(zhuǎn)換過程的開關(guān)特性。 3、電力二極管的主要參數(shù)：（1）正向平均電流IF(AV) 指電力二極管長期運行時，在指定的管殼溫度（簡稱殼溫，用TC表示）和散熱條件下，其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。 IF(AV)是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來定義的，使用時應(yīng)按有效值相等的原則來選取電流定額，并應(yīng)留有一定的裕量。（2）正向壓降UF 指電力二極管在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時對應(yīng)的正向壓降。（3）反向重復(fù)峰值電壓

6、URRM 指對電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓。 使用時，應(yīng)當(dāng)留有兩倍的裕量。 （4）最高工作結(jié)溫TJM 結(jié)溫是指管芯PN結(jié)的平均溫度，用TJ表示。 最高工作結(jié)溫是指在PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。 TJM通常在125175°C范圍之內(nèi)。（5）反向恢復(fù)時間trr（6）浪涌電流IFSM 指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流。4、電力二極管的主要類型按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能，特別是反向恢復(fù)特性的不同，介紹幾種常用的電力二極管。（1）普通二極管：又稱整流二極管（Rectifier Diode），多用于開關(guān)頻率不高（1kHz以下）的

7、整流電路中。（2）快恢復(fù)二極管：恢復(fù)過程很短，特別是反向恢復(fù)過程很短（一般在5ms以下）。（3）快恢復(fù)外延二極管：采用外延型P-i-N結(jié)構(gòu) ，其反向恢復(fù)時間更短（可低于50ns），正向壓降也很低（0.9V左右）。（4）肖特基二極管（Schottky Barrier DiodeSBD） 屬于多子器件 優(yōu)點在于：反向恢復(fù)時間很短（1040ns），正向恢復(fù)過程中也不會有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；因此，其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。 弱點在于：當(dāng)所能承受的反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低

8、壓場合；反向漏電流較大且對溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴格地限制其工作溫度。2.3 半控型器件晶閘管2.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又稱作可控硅整流器（Silicon Controlled RectifierSCR），以前被簡稱為可控硅。 1、晶閘管的結(jié)構(gòu)： 從外形上來看，晶閘管也主要有螺栓型和平板型兩種封裝結(jié)構(gòu) 。引出陽極A、陰極K和門極（控制端）G三個聯(lián)接端。內(nèi)部是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。 2、晶閘管的工作原理：晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下a 是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來之后，a 迅速增大。在晶體管阻斷狀態(tài)下，IG

9、=0，而a1+a2是很小的。由上式可看出，此時流過晶閘管的漏電流只是稍大于兩個晶體管漏電流之和。 如果注入觸發(fā)電流使各個晶體管的發(fā)射極電流增大以致a1+a2趨近于1的話，流過晶閘管的電流IA（陽極電流）將趨近于無窮大，從而實現(xiàn)器件飽和導(dǎo)通。由于外電路負載的限制，IA實際上會維持有限值。 2.3.2 晶閘管的基本特性 1、靜態(tài)特性正常工作時的特性：當(dāng)晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通 。當(dāng)晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通 。 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通 。若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能

10、利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值（維持電流）以下。 2、動態(tài)特性（1）開通過程：由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過程需要時間，再加上外電路電感的限制，晶閘管受到觸發(fā)后，其陽極電流的增長不可能是瞬時的。 延遲時間td (0.51.5ms) 上升時間tr (0.53ms) 開通時間tgt=td+tr 延遲時間隨門極電流的增大而減小,上升時間除反映晶閘管本身特性外，還受到外電 路電感的嚴重影響。提高陽極電壓,延遲時間和上升時間都可顯著縮短。 （2）關(guān)斷過程：由于外電路電感的存在，原處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r，其陽極電流在衰減時必然也是有過渡過程的。 反

11、向阻斷恢復(fù)時間trr 正向阻斷恢復(fù)時間tgr 關(guān)斷時間tq=trr+tgr 關(guān)斷時間約幾百微秒。 在正向阻斷恢復(fù)時間內(nèi)如果重新對晶閘管施加正向電壓，晶閘管會重新正向?qū)?，而不是受門極電流控制而導(dǎo)通。2.3.3 晶閘管的主要參數(shù)1、電壓定額： （1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 是在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。 國標(biāo)規(guī)定斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓（即斷態(tài)最大瞬時電壓）UDSM的90%。斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓應(yīng)低于正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo。 （2）反向重復(fù)峰值電壓URRM 是在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。 規(guī)定反向重復(fù)峰值電壓UR

12、RM為反向不重復(fù)峰值電壓（即反向最大瞬態(tài)電壓）URSM的90%。反向不重復(fù)峰值電壓應(yīng)低于反向擊穿電壓。（3）通態(tài)（峰值）電壓UT 晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。 通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。選用時，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍。2、電流定額： （1）通態(tài)平均電流 IT(AV） 國標(biāo)規(guī)定通態(tài)平均電流為晶閘管在環(huán)境溫度為40°C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。它是按照正向電流造成的器件本身的通態(tài)損耗的發(fā)熱效應(yīng)來定義的。一般取其通態(tài)平均電流為按發(fā)熱

13、效應(yīng)相等（即有效值相等）的原則所得計算結(jié)果的1.52倍。 （2）維持電流IH 維持電流是指使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安。結(jié)溫越高，則IH越小。 （3）擎住電流 IL 擎住電流是晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。約為IH的24倍。（4）浪涌電流ITSM 指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流。 3、動態(tài)參數(shù)：開通時間tgt和關(guān)斷時間tq 2.4 典型全控型器件2.4.1 門極可關(guān)斷晶閘管晶閘管的一種派生器件，但可以通過在門極施加負的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。 1、GTO的結(jié)構(gòu) GTO是PNPN四

14、層半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)。 GTO是一種多元的功率集成器件，雖然外部同樣引出個極，但內(nèi)部則包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小GTO元，這些GTO元的陰極和門極則在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起。GTO與普通晶閘管的不同 設(shè)計a2較大，使晶體管V2控制 靈敏，易于GTO關(guān)斷。 導(dǎo)通時a1+a2更接近1，導(dǎo)通時接近臨界飽和，有利門極控制關(guān)斷，但導(dǎo)通時管壓降增大。 多元集成結(jié)構(gòu)，使得P2基區(qū)橫向電阻很小，能從門極抽出較大電流。 GTO的導(dǎo)通過程與普通晶閘管是一樣的，只不過導(dǎo)通時飽和程度較淺。而關(guān)斷時，給門極加負脈沖，即從門極抽出電流，當(dāng)兩個晶體管發(fā)射極電流IA和IK的減小使a1+a2<1時，器件退出飽和而關(guān)斷。 GTO

15、的多元集成結(jié)構(gòu)使得其比普通晶閘管開通過程更快，承受di/dt的能力增強。 2、GTO的主要參數(shù) GTO的許多參數(shù)都和普通晶閘管相應(yīng)的參數(shù)意義相同。 最大可關(guān)斷陽極電流IATO：用來標(biāo)稱GTO額定電流。 電流關(guān)斷增益boff 最大可關(guān)斷陽極電流IATO與門極負脈沖電流最大值IGM之比。 boff一般很小，只有5左右，這是GTO的一個主要缺點。 開通時間ton 延遲時間與上升時間之和。 延遲時間一般約12ms，上升時間則隨通態(tài)陽極電流值的增大而增大。 關(guān)斷時間toff 一般指儲存時間和下降時間之和，而不包括尾部時間。儲存時間隨陽極電流的增大而增大，下降時間一般小于2ms。不少GTO都制造成逆導(dǎo)型，

16、類似于逆導(dǎo)晶閘管。當(dāng)需要承受反向電壓時，應(yīng)和電力二極管串聯(lián)使用。 2.4.2 電力晶體管一、GTR的結(jié)構(gòu)和工作原理 與普通的雙極結(jié)型晶體管基本原理是一樣的。 最主要的特性是耐壓高、電流大、開關(guān)特性好。 GTR的結(jié)構(gòu)：采用至少由兩個晶體管按達林頓接法組成的單元結(jié)構(gòu)，并采用集成電路工藝將許多這種單元并聯(lián)而成。GTR是由三層半導(dǎo)體（分別引出集電極、基極和發(fā)射極）形成的兩個PN結(jié)（集電結(jié)和發(fā)射結(jié)）構(gòu)成，多采用NPN結(jié)構(gòu)。在應(yīng)用中，GTR一般采用共發(fā)射極接法。單管GTR的b 值比處理信息用的小功率晶體管小得多，通常為10左右，采用達林頓接法可以有效地增大電流增益。2.4.3 電力場效應(yīng)晶體管電力場效應(yīng)晶

17、體管分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,簡稱電力MOSFET（Power MOSFET）。電力MOSFET是用柵極電壓來控制漏極電流的，它的特點有： 驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小。 開關(guān)速度快，工作頻率高。 熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR。 電流容量小，耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。 2.4.4 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gate Bipolar TransistorIGBT或IGT）綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點，因而具有良好的特性。 IGBT的結(jié)構(gòu) IGBT是三端器件，具有

18、柵極G、集電極C和發(fā)射極E。由N溝道VDMOSFET與雙極型晶體管組合而成的IGBT，比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū)，實現(xiàn)對漂移區(qū)電導(dǎo)率進行調(diào)制，使得IGBT具有很強的通流能力。 熟練掌握晶閘管-SCR、門極可關(guān)斷晶閘管-GTO、電力晶體管-GTR，電力場效應(yīng)管-電力MOSFET、絕緣柵雙極晶體管-IGBT的電氣符號。第三章 整流電路整流電路（Rectifier）是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。 整流電路的分類 按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路。 按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。 按變壓器

19、二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，分為單拍電路和雙拍電路。3.1 單相可控整流電路3.1.1 單相半波可控整流電路1、帶電阻負載的工作情況基本數(shù)量關(guān)系： a：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度稱為觸發(fā)延遲角，也稱觸發(fā)角或控制角。 q：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角。 直流輸出電壓平均值：隨著a增大，Ud減小，該電路中VT的a移相范圍為180°。 通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。 2、帶阻感負載的工作情況 基本數(shù)量關(guān)系 流過晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT分別為：其移相范圍為180°，其承

20、受的最大正反向電壓均為u2的峰值即 。3.1.2 單相橋式全控整流電路 1、帶電阻負載的工作情況 基本數(shù)量關(guān)系：晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 和 。整流電壓平均值為：=0時，Ud= Ud0=0.9U2。=180°時，Ud=0?？梢?，角的移相范圍為180°。向負載輸出的直流電流平均值為： 2、帶阻感負載的工作情況 基本數(shù)量關(guān)系整流電壓平均值為：Ud = 0.9U2cosa當(dāng)a=0時，Ud0=0.9U2。a=90°時，Ud=0。晶閘管移相范圍為90°。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。 晶閘管導(dǎo)通角q與a無關(guān)，均為180°，其電流平均值

21、和有效值分別為：和 。 變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負各180°的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id。 3.1.4 單相橋式半控整流電路 1、帶電阻負載時與全控電路的工作情況相同。 2、帶電感負載：每一個導(dǎo)電回路由1個晶閘管和1個二極管構(gòu)成。 在u2正半周，a處觸發(fā)VT1，u2經(jīng)VT1和VD4向負載供電。 u2過零變負時，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通，但因a點電位低于b點電位，電流是由VT1和VD2續(xù)流 ，ud=0。 在u2負半周，a處觸發(fā)觸發(fā)VT3，向VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD2向負載供電。 u2過零變正時，VD4導(dǎo)通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流

22、，ud又為零。 續(xù)流二極管VDR： 若無續(xù)流二極管，則當(dāng)a突然增大至180°或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，相當(dāng)于單相半波不可控整流電路時的波形，稱為失控。 有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，避免了失控的現(xiàn)象。 續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個管壓降，少了一個管壓降，有利于降低損耗。 3.2 三相可控整流電路3.2.1 三相半波可控整流電路 1、電阻負載 基本數(shù)量關(guān)系：電阻負載時a角的移相范圍為150°。 整流電壓平均值：a30°時，負載電流連

23、續(xù)，有：Ud = 1.17U2cosaa>30°時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有:晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值,即晶閘管承受的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即2、阻感負載基本數(shù)量關(guān)系：阻感負載時a的移相范圍為90°。 整流電壓平均值：Ud = 1.17U2cosa變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為：晶閘管的額定電流為：晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值，即三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。3.2.2 三相橋式全控整流電路1、帶電阻負載時的工作情況電路分析各自然換相點既

24、是相電壓的交點，同時也是線電壓的交點。當(dāng)a60°時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負載，id波形與ud波形的形狀是一樣的，也連續(xù)。 a=0°時，ud為線電壓在正半周的包絡(luò)線。時段共陰極導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb 三相橋式全控整流電路的一些特點 每個時刻均需2個晶閘管同時導(dǎo)通，形成向負載供電的回路，共陰極組的和共陽極組的各1個，且不能為同一相的晶閘管。對觸發(fā)脈沖的要求 6個晶閘管的脈沖

25、按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60° 。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120°，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120° 。同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180° 。整流輸出電壓ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續(xù)時，為確保電路的正常工作，需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖寬脈沖觸發(fā) ：使脈沖寬度大于60°（一般取80°100°）雙窄脈沖觸發(fā) ：用兩個窄脈沖

26、代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差60°，脈寬一般為20°30° 。常用的是雙脈沖觸發(fā)。晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也一樣。2、阻感負載時的工作情況（1）電路分析當(dāng)a60°時，ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。 區(qū)別在于電流，當(dāng)電感足夠大的時候，id、iVT、ia的波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。當(dāng)a>60°時，由于電感L的作用，ud波形會出現(xiàn)負的部分。（2）基本數(shù)量關(guān)系：帶電阻負載時三相橋式全控整流電路a角

27、的移相范圍是120°，帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90°。整流輸出電壓平均值 帶阻感負載時，或帶電阻負載a60°時：Ud=2.34U2 cosa帶電阻負載且a>60°時輸出電流平均值為Id=Ud/R。晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時一致。三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負載時的Id為：3.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。減小晶閘管的di/dt，有利于晶閘管的安全開通，有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。

28、換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。3.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過程。 逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。 當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時，為有源逆變電路。 變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負載，稱為無源逆變。 對于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路。逆變產(chǎn)生的條件：要有直流電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通

29、方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。要求晶閘管的控制角a>p/2，使Ud為負值。 兩者必須同時具備才能實現(xiàn)有源逆變。半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負極性的電動勢，故不能實現(xiàn)有源逆變，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。第四章 逆變電路逆變的概念 與整流相對應(yīng)，直流電變成交流電。 交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負載，為無源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。4.1 換流方式1、換流 電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱為換相。 研究換流方式主

30、要是研究如何使器件關(guān)斷。 2、換流方式：（1）器件換流、（2）電網(wǎng)換流、（3）負載換流、（4）強制換流。4.2 電壓型逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同，可以分為兩類 電壓型逆變電路：直流側(cè)是電壓源。 電流型逆變電路：直流側(cè)是電流源。電壓型逆變電路的特點： 直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動。由于直流電壓源的鉗位作用，輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。阻感負載的輸出電流為正弦波。4.3 電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。電流型逆變電路主要特點 直流側(cè)串大電感，電流基本無脈動，相當(dāng)于電流源。 交流輸出電流為矩形波，與負載阻抗角無關(guān)，輸出電壓波形

31、和相位因負載不同而不同。阻感負載的輸出電壓為正弦波。直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用，不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。第五章直流直流變流電路直流-直流變流電路（DC/DC Converter）包括直接直流變流電路和間接直流變流電路。 直接直流變流電路，也稱斬波電路（DC Chopper）。功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姡@種情況下輸入與輸出之間不隔離。 間接直流變流電路 在直流變流電路中增加了交流環(huán)節(jié)。 在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱為直交直電路。 5.1 基本斬波電路 5.1.1 降壓斬波電路：掌握相關(guān)計算 5.1.2

32、 升壓斬波電路：掌握相關(guān)計算 5.1.3 升降壓斬波電路和Cuk斬波電路 5.1.4 Sepic斬波電路和Zeta斬波電路 第六章 交流-交流變換電路一、交流電力控制電路：是指頻率不變，僅改變電壓、電流或?qū)﹄娐愤M行通斷控制的電路。交流電力控制電路的分類：（1）交流調(diào)壓電路：相位控制；（2）交流調(diào)功電路：通斷控制；（3）交流電力電子開關(guān)。二、變頻控制電路：是指實現(xiàn)頻率變換亦可改變電壓大小的電路。變頻控制電路的分類：（1）交交變頻-直接變頻；（2）交直交變頻-間接變頻。三、單相交流調(diào)壓：兩個晶閘管反并聯(lián)后，串聯(lián)在交流電路中，通過對晶閘管的控制就可控制交流電力。1、 阻性負載：數(shù)量關(guān)系：移相范圍為0

33、 a 。 a 0時，輸出電壓最大 ，為 U0U1， a增大，U0降低 ， a 時，U00。四、 交流電力電子開關(guān) 控制目的：根據(jù)需要控制電路的接通和斷開。而不控制電路的平均輸出功率。特點：晶閘管在承受正半周電壓時觸發(fā)導(dǎo)通，而它的關(guān)斷是利用電壓負半周在管子上的反壓來實現(xiàn)，在電流過零時自然關(guān)斷。第七章 PWM控制技術(shù) 在電力電子技術(shù)中采用PWM控制技術(shù)可以提高電力電路或裝置的功率因數(shù)，并能實現(xiàn)變壓和變頻，成為了功率變換電路中的核心控制技術(shù)。7.1 PWM控制的基本原理PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地

34、獲得所需要波形（含形狀和幅值）。面積等效原理，是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。 原理內(nèi)容：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其作用效果基本相同。用PWM波代替正弦半波將正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖寬度為p/N，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的。把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是PWM波形。對于正弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。 脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱SPWM（Sinusoidal PWM）波形。 PWM波形可分為等幅PWM波和不等幅PWM波兩種，由直流電源產(chǎn)生的PWM波通