电力电子技术期末总结
#绪论：
1. 电子技术的两大分支是什么？
信息电子技术与电力电子技术
*2. 简单解释电力电子技术。
使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。
3. 要学习的4种电力电子器件是什么？
器件：电力二极管、晶闸管、IGBT、POWER MOSFET 四种。
*4. 电力变换器有哪几种？
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
*5. 电力电子技术的应用？
一般工业：电化学工业；交通运输：电动汽车、航海；电力系统：柔性交流输电、谐波治理、智能电网；电子装置电源；家用电器：变频空调；其他：航天飞行器、发电装置。
#第一章：
1.*电力电子器件的分类：
半控型：晶闸管；全控型：电力MOSFET、IGBT；不可控型：电力二极管；
电流驱动型：晶闸管；电压驱动型：电力MOSFET、IGBT；
2.*应用电力电子器件的系统组成：
由控制电路和驱动电路和电力电子器件为核心的主电路组成。
3.电导控制效应：
电导控制效应使得PN结在正向电流较大时压降仍然很低，维持在1v左右，所以正向偏置的PN结表现为低阻态。
4.电力二极管的基本特征：
5. 电力二极管的主要参数：正向平均电流IF(AV)反向恢复时间trr 、浪涌电流IFSM
6. 电力二极管的类型：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管
7. 晶闸管的静态特性和动态特性：
A
A G
G
K K
b)
c)
a)
A
G
K K
G
A P 1N 1
P 2N 2J 1J 2J 3
A
P 1
A
G
K N 1P 2
P 2
N 1
N 2a)
b)
u
8. 晶闸管的主要参数：电压定额、电流定额、动态参数
9.电力MOSFET 的基本特征：
G D
P 沟道b)
a)
G
D N 沟道
图1-20
a)
b)
I D /A
T U GS /V
U DS /V GS T I D /A
a ）
b )
图1-21
+U i u u GS u
u T
10. IGBT 基本特征：
a)
发射极栅极
G
I C
b )
G
c )
图1-20 电力MOSFET 的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性
漏极电流ID 和栅源间电压UGS 的关系称为MOSFET 的转移特性
ID 较大时，ID 与UGS 的关系近似线性，曲线的斜率定义为跨导Gfs
a )
I GE(th)
GE
(1) 开关速度高，开关损耗小。在电压1000V 以上时，开关损耗只有GTR 的1/10，与电力MOSFET 相当 (2) 相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR 大，且具有耐脉冲电流冲击能力 (3) 通态压降比VDMOSFET 低，特别是在电流较大的区域 (4) 输入阻抗高，输入特性与MOSFET 类似
(5) 与MOSFET 和GTR 相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点
优点：开关速度高，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，
安全工作区：正偏安全工作区（FBSOA ）——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大集电极功耗确定 反向偏置安全工作区（RBSOA ）——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大允许电压上升率duCE/dt 确定
11、电力电子器件的驱动基本任务、作用和隔离方法：1.将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号；2.使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现；3.一般采用光隔离或磁隔离。
12、晶闸管的触发电路要求：触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念）。触发脉冲应有足够的幅度。不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
12
3
4
R 22
VD
13、过电压的产生原因：外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外因；内因过电压主要来自装置内部器件的开关过程。
14、过电流保护的方法和第一保护措施：电子电路作为第一保护措施。
15、*缓冲电路（吸收电路）及其作用：抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt 或者过电流、di/dt ，减少器件的开关损耗
a)
b)
图1-38
u i C
#第二章
1、整流电路中变压器T的作用：起变换电压和隔离的作用。
2、触发延迟角与导通角：触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角；导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角，用θ表示。
3、换相重叠角：换相过程持续的时间用电角度γ表示。
4、变压器漏感对整流电路的影响：
（1）出现换相重叠角g ，整
流输出电压平均值Ud降低。
（2）整流电路的工作状态
增多；
（3）晶闸管的di/dt 减小，
有利于晶闸管的安全开通。有
时人为串入进线电抗器以抑制
晶闸管的di/dt。
（4）换相时晶闸管电压
出现缺口，产生正的du/dt，可
能使晶闸管误导通，为此必须
加吸收电路。
（5）换相使电网电压出现
缺口，成为干扰源。
5、电力电子装置消耗无功对公共电网的危害：1、无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；
2、无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加；
3、使线路压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
6、电力电子装置产生的谐波对公共电网的危害：1、谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。2、谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪音和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；3、谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，会使上述1）和2）两项的危害大大增加，甚至引起严重事故；4、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确。5、谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
7、触发电路或触发电路的概念：
8、触发电路的定相与关键： #第三章
1、脉冲宽度调制：T 不变，变ton
2、升压斩波电路升压的关键原因： （ ——升压比，调节其大小即可改变Uo 大小） #第四章
1、单相交流调压电路电阻负载与阻感负载的移相范围：电阻：移相范围为0≤ a ≤π；阻感：Ф ≤ a ≤π（Ф= arctan(wL / R)） #第五章
1、换流方式的种类：全控型器件：器件换流、晶闸管：电网换流、负载换流、强迫换流 #第六章
1、同步调制与异步调制：异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式；同步调制——N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步 #第七章
1、零电压开关与零电流开关：零电压开关：使开关开通前其两端电压为零，则开关开通时就不会产生损耗和噪声，这种开通方式称为零电压开通，简称零电压开关。零电流开关：使开关关断前其电流为零，则开关关断时也不会产生损耗和噪声，这种关断方式称为零电流关断，简称零电流开关。 #第一章
1、晶闸管的触发电路要求： #第三章
1、升压斩波电路原理：
E t T
E t t t U off
off off on o =+=
off
/t T
R
b)
i i
升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：一是L 储能之后具有使电压泵升的作用；二是电容C 可将输出电压保持住。
2、复合斩波电路和多相多重斩波电路：
a)
b)
M
电流可逆斩波电路：
V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限
V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第
2象限
桥式可逆斩波电路：
使V4保持通时，等效为图3-7a 所示的电流可逆斩波电路，向电动机提供正电压，可使电动机工作于第1、2象限，即正转电动和正转再生制动状态
假设L 值很大，C 值也很大
V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压uo 为恒值，记为Uo 。设V 通的时间为ton ，此阶段L 上积蓄的能量为：E*I1*ton V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。设V 断的时间为toff ，则此期间电感L 释放能量为:（U0—E ）*I1*toff 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等,即： （T/toff>1,所以为升压）
E
t T E t t t U off off off on o =+=
使V2保持通时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限
o
a) 电电电
b) 电电
3相3重斩波电路
#第四章
1、单相交流调压电路电阻和交流调功电路的原理与应用：
交流调压电路——每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值。(用于开关控制、异步电动机软启动、异步电动机调速)
交流调功电路——以交流电的周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数的比，调节输出功率的平均值。（用于电路的温度控制）
2、单相交流调压电路带电阻与阻感性负载的特性分析：