现代电源技术功率讲义变换部分 教程
第2章-基本DC-DC变换器 ppt课件
c)
DC-DC电压变换原理电 路及输入、输出波形
图3-1a为基本的DC-DC电压变换原 理电路，从图中可以看出：输入电压 源Ui通过开关管VT与负载RL相串联， 当开VT关管RVL TI导O 通时，输出电压等于输 入电压，Uo＝Ui；而当开关管VT关断 时，b) 输出电压等于零，Uo＝0。得到的 基本电压变换电路的输出电压波形如 图3-1c所示。
图3-1b为基本的DC-DC电流变换原理电 路，从图中可以看出：输入电流源Ii通过 开关管VT与负载RL相并联，当开关管 VT关断时，输出电流等于输入电流，即 Io＝Ii；而当开关管VT导通时，输出电流 等于零，即Io＝0。基本电流变换电路的 输出电流波形如图3-1d所示。
显然，若令输出电流的平均值为Io，则 Io≤Ii 。可见，图3-1b所示的电流变换电路 实现了降流型DC-DC变换器（buck电流 变换器）的基本变换功能
uo ii
RL
VD
L
VT
C
d)
L
io ui
RL
VT
VD
+
C uo ii
RL
c)
ppt课件
24
2.1.2 boost型 DC-DC变换器的基本结构
以上讨论了buck型 变换器的构建，那 么如何实现升压型 （boost）的电压变 换和升流型（boost
）的电流变换呢？
若考虑变换器输入、输出能量的不变性 （忽略电路及元件的损耗），则buck型电 压变换器在完成降压变换的同时也完成了 升流（boost）变换。同理buck型电流变换 器在完成降流变换的同时也完成了升压（ boost）变换。
结构较为完善的
buck型电压斩波器
L
VD LL
新能源电源变换技术 第1章 电力电子电源中的功率器件
内容
电力电子电源中的功率器件 ＤＣ－ＤＣ 变换器原理及应用 软开关技术 三相 ＡＣ－ＤＣ 整流电路及控制算法 逆变电源原理及应用
第一章 电力电子电源中的功率器件 功率电子器件概述 常见的功率开关器件 功率器件的驱动电路
1.1 功率电子器件概述
功率电子器件的发展方向：
电容效应：势垒电容、扩散电容
反向恢复特性：二极管在关断时刻，由于少数载流子存储效应，正向导通电流
IF不能立即消失，在短时间内存在反向（即由阴极到阳极）电流，这个时间称 作反向恢复时间。根据反向恢复时间的大小，可分为：普通二极管(trr较大， 适用于低频场合，如1kHz整流电路)；快速恢复二极管(trr < 5us，适用于高频 整流/斩波和逆变电路)；肖特基二极管(适用于50V以下低压高频型器件).
（3）高频功率器件： 如 MOSFET、快恢复二极管、肖特基二极管、SIT等
按导电载波的粒子
（1）多子器件： 如 MOSFET、肖特基二极管、SIT、JFET 等
（2）少子器件： 如 IGBT、 GTR、 GTO、快恢复二极管等
按是否可控
半控型：晶闸管
功率器件
门极可关断晶闸管(GTO)
全控型
双极性功率晶体管
1.3.2 隔离驱动电路
MOSFET及IGBT的驱动电路绝大部分采用光耦隔离。
开通过程的时间为零
关断过程的时间为零
1.1.2 开关器件的分类
按制作材料：Si功率器件、Ga功率器件、GaAs功率器件、SiC功率器件、GaN 功率器件及Diamond功率器件
按工作频率：
（1）低频功率器件： 如可控硅，普通二极管等；
（2）中频功率器件： 如 GTR、 IGBT、IGT/COMFET；
《现代电力系统分析》讲义汇总
《现代电力系统分析》Advanced Analysis of Power System课程介绍：本课程是在本科阶段学习《电力系统稳态分析》的基础上，针对现代电力系统特点，结合现代电力系统分析研究成果，为硕士研究生今后从事电力系统相关课题研究打下必要的基础而设置的一门《电力系统分析》延伸性质的课程。
本课程是从事电力系统经济运行、控制和稳定性分析研究的基础，也是现代电力系统规划、电能管理系统等应用项目的基础。
课程由若干专题讲座构成，讲授和讨论相结合。
课程主要内容：一、现代电力系统分析基本功能、方法二、大规模电力系统分析的等值处理三、大规模电力系统分析的分块处理四、电力系统状态估计的基本功能、方法五、加权最小二乘状态估计六、快速分解状态估计、等值变换状态估计七、动态电力系统状态估计（*，以分块算法研究代替）八、不良数据检测和辨识方法九、广义状态估计方法（*）十、配电网络状态估计方法（*）考核方式：报告+考试。
先修课程：电力系统分析、数值计算方法。
参考书籍：诸骏伟. 电力系统分析上册. 中国电力出版社，1998年或诸骏伟. 电力系统分析上册. 水利电力出版社，1995年张伯明，陈寿孙著. 高等电力网络分析. 清华大学出版社，1996年H．H．Happ著，丘昌涛译. 分块法及其在电力系统中的应用. 科学出版社，1987年于尔铿主编. 水利电力出版社，1985年宋文南，李树鸿，张尧. 电力系统潮流计算. 天津大学出版社，1990年第1讲 现代电力系统分析基本功能、方法现代电力系统的特点规模庞大：1）系统网络节点数量多；2）系统覆盖地域广。
结构复杂：1）拓扑结构复杂；2）系统参数变化点多；3）交直流混合系统。
影响面宽：由影响一个地区、一个省、一个大区、一个国家到多个国家。
课程学习方法：复习《电力系统稳态运行分析》部分，多思考，多阅读文献，必要时编写程序对一些问题进行验证计算。
预备知识：电力网络构成，元件以及元件之间的连接。
电力电子技术与开关电源原理讲义
开关电源的原理与应用课件下载方法：进入综合信息门户－教学资源－网络教学综合平台中，在课程编号中输入（0806034034）－出现（开关电源的原理与应用）点击进入后－左侧信息中点击（课程互动）－左侧信息中点击（教学材料）－显示（开关电源原理与应用讲义130903）－点击后显示（开关电源原理与应用讲义130903）-点击下载序论-前沿介绍开关电源的技术领域－属于电力电子技术电力电子技术－电力学、电子技术、控制理论三个学科的交叉１.电力电子技术的概念及研究领域电力电子技术（Power Electronics）是以电力电子器件（Power Electronic Device）为基础，利用电路和控制理论对电能进行交换和控制的技术，即应用于电力应用领域的电子技术。
电力电子技术也称为电力电子学或功率电子学。
电力电子技术由电力学、电子学、和控制理论三个学科交叉形成，是目前较为活跃的应用型学科。
电力电子技术通常分为器件的制造技术和电力电子电路的应用技术即变流技术两大部分。
其中，器件制造技术包括各种电力电子器件的设计、制造、参数测试、模型分析等。
而目前所用的电力电子器件基本都采用半导体材料制成，所以电力电子器件也称为电力半导体器件。
电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。
电能有交流（Alternating Current, AC）和直流（Direct Current, DC）两大类。
交流电能有电压大小、相位、频率和相数的差别，直流电能有大小和极性的差别。
在电能的实际应用中，常常需要在两种电能之间，或是对同一种电能的一个或多个参数（如电压、电流、频率等）进行变换，这就是电力变换（Power Conversion），也就是电力电子变流技术。
电力变换可总结为以下四种类型：交流—直流（AC—DC）变换—整流，将交流电能变换为直流电能。
直流—交流（DC—AC）变换—逆变，将直流电能变为交流电能，是整流的逆过程。
交流—交流（AC—AC）变换—包括交流调压和交流变频，即改变交流电能的参数。
电功率(一)(讲义)
电功率（一）（讲义）一、知识点睛1.电功率的求解方法：①___________ _____________ （适用于所有电路）②结合欧姆定律推导式：____________________________（只适用于纯电阻电路）P、U、R、I，知其二求其余。
2.总电功率的求解方法：P总=P1+P2+……一般情况下，①串联电路中：P总=___________②并联电路中：P总=___________3.P额U额用电器正常工作（灯泡正常发光）P实U实用电器实际工作情况（灯泡实际亮度）一般情况下，不论在何种电压下工作，用电器的电阻都不变。
灯泡的亮度由________决定，________越大，灯泡越亮。
4.不论什么电路结构，P加热>P保温。
5.电流的产热功率：__________________。
6.电功率比大小：在串联电路中，_________；故电阻_______，功率越大；在并联电路中，_________；故电阻_______，功率越大；7.多个用电器连接，谁能正常工作问题：串联电路____________用电器能够正常工作；并联电路____________用电器能够正常工作。
二、精讲精练1.电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW·h）”字样（imp表示闪烁次数）。
将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为_________kW·h，该用电器的额定功率是________________W。
2.某校师生自制了一台电烘箱。
电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。
求：（1）此时电阻丝的电功率；（2）此时电阻丝的电阻；（3）此时电阻丝的工作电压。
3.如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是2:3，此时灯L1、L2的电功率之比是_________。
《开关电源技术》PPT课件
CR
iS
t
O
uVD
t
O
t0
t1
a)
b)
图5-2 硬开关电路及波形
a）电路图 b）理想化波形
（显示放大图）
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6
5－31.2 零电压开关与零电流开关
❖ 零电压开通和零电流关断要靠电路中的谐振来实现。
❖ 零电压关断：与开关并联的电容能使开关关断后电 压上升延缓，从而降低关断损耗，有时称这种关断 过程为零电压关断。
❖ 软开关： – 在电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后 引入谐振，使开关条件得以改善。 – 降低开关损耗和开关噪声。 – 软开关有时也被成为谐振开关。
❖ 工作原理： – 软开关电路中S关断后Lr与Cr间发生谐振，电路中电压和电流 的波形类似于正弦半波。谐振减缓了开关过程中电压、电流 的变化，而且使S两端的电压在其开通前就降为零。
a）基本开关单元 b）降压斩波器中的基本开关单元
c）升压斩波器中的基本开关单元 d）升降压斩波器中的基 本开关单元
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5－3.2 软开关电路的分类
1． 准谐振电路 ❖ 准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。 ❖ 为最早出现的软开关电路，可以分为：
– 零电压开关准谐振电路(Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter—ZVS QRC）；
– 零电压开关多谐振电路(Zero-Voltage-Switching Multi-Resonant Converter—ZVS MRC）；
– 用于逆变器的谐振直流环节(Resonant DC Link）。
特点：
– 谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；
电功率讲义
电功率注意要点：1、分清实际功率、实际电压与额定功率额定电压的区别，因为电压是可以变化的，只有电阻一般是不变的，所以额定功率也是变化的，许多的时候告诉我们额定功率，其实是要我们能够通过额定功率和额定电压求得电阻例题：现采用一只“220V 40W”的白炽灯给一间工作室照明，假设白炽灯的灯丝电阻不变: （1）求这只白识灯灯丝的电阻；(2)若将这只白炽灯接在110V的电路上，则它消耗的实际功率是多大?（3）LED发光二极管是一种高效节能的现代照明灯具，在正常工作的条件下，100只“2V 20mA” 的LED与一只“220V 40W”的白炽灯照明效果相同，则给这间工作室照明，采用白炽灯消耗功率是采用LED消耗功率的几倍?例一：如图8所示，电路中电源电压可调，小灯泡L1标有“6V 6W”的字样，小灯泡L2、L3标有“6V 12W”的宇样．(假设小灯泡电阻不变)(1)闭合S2，断开S1、S3，调节电源电压使电压表V2的示数为6V，求L2的实际功率．(2)闭合S1、S3，断开S2，调节电源电压使电压表V1的示数为3V，求L1的电阻．(3)闭合S1、S2、S3，画出此时的等效电路图．调节电源电压为18V，求此时L3的实际功率例二：如图所示，电源电压保持4.5 V不变，滑动变阻器R的最大阻值为6 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P滑至中点时，电流表的读数为0.4 A。
求：（1）小灯泡L两端的实际电压。
（2）小灯泡L消耗的实际功率。
（3）假如小灯泡L是额定电压为“2.2 V”、“2.5 V”、“3.8 V”中的一个，估计小灯泡L的额定功率在1.2 W以内，闭合开关S后，移动滑片P到适当位置时，小灯泡正常发光。
此时电流表的示数如图19所示。
试判断小灯泡的额定电流，并说明理由。
例三：在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图20所示的电路.(1)请在图20的“”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号.(2)小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如右表所示.断开开关时，发现电表如图21所示，其中电流表出现这种现象的原因是_____________________________________.U/V 2 2.5 3I/A 0.22 0.26 0.30(3)假如不重新实验，请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是_______W.若小灯泡两端的实际电压为3V，则小灯泡的实际功率额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）.例四：如图14所示，R1=20Ω，R2=40Ω，电源电压保持不变。
第讲电源等效变换30页PPT
+
gU1 U2
-
源
(b) VCCS
电 I1
流
控+
制 电
U1=0 -
压
源
I2
+
+
_ I1
U2 -
(d)CCVS 27
例1：试求电流 I1 。
I1 2 a 1
例2： 试求电流 I1 。
0.2I1
+ –10V
2I1 I2 3A
I1 2 a 3
+10V
I2
解1：I1+2I1= I2 =3 解得：I1 = 1A –
(60+20)W=(36+16+8+20)W 80W=80W
第1章
1.4 受控电源
独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。
受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。
电流控制电流源(CCCS) 电压控制电流源(VCCS) 电压控制电压源(VCVS) 电流控制电流源(VCCS)
第1章
1.3 独立电源元件
1.3.1 电压源和电流源 1.3.2 实际电源的模型 1.3.3 两种电源的等效互换
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第1章
1.3.1 电压源和电流源
1.电压源
外特性：输出电压与输出电流的关系。
I+
U
+
US_
U
RL
_
O
I
特 1.端电压始终恒定，等于直流电压 US 。
点 2.输出电流是任意的，即随负载(外电路）
UGS= -1 V UGS= -2 V
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《电源等效变换》课件
03 电源等效变换的方法与技 巧
电源等效变换的步骤
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
05
确定原始电路
列出原始电路的 电压和电…
进行电源等效变 换
重新列写电压和 电流关系
化简电路
首先明确原始电路的结构 和参数，包括电源、电阻 、电容、电感等元件及其 连接方式。
根据电路结构和参数，列 出原始电路的电压和电流 方程，以便后续分析。
自动控制系统
在自动控制系统中，电源等效变换 可用于模拟不同阻抗元件对系统性 能的影响，优化系统设计和控制效 果。
02 电源等效变换的基本原理
线性电阻电路的等效变换
总结词
线性电阻电路的等效变换是指通过改变电路中电阻的连接方 式，使得电路在输入和输出端表现出相同的电压和电流特性 。
详细描述
线性电阻电路的等效变换基于欧姆定律和基尔霍夫定律，通 过改变电阻的连接方式，使得电路在输入和输出端表现出相 同的电压和电流特性。这种变换可以简化电路的分析和设计 过程。
互感与理想变压器电路的等效变换
总结词
互感与理想变压器电路的等效变换是指将互感线圈和理想变压器转换为等效的电路元件，以便于分析 和计算。
详细描述
互感与理想变压器电路的等效变换是电路分析中的重要方法，可以将互感线圈和理想变压器转换为等 效的电路元件。这种变换可以简化电路的分析和设计过程，并且有助于理解电路的工作原理。互感与 理想变压器电路的等效变换需要考虑磁场耦合和电压、电流的比例关系等因素。
根据需要，将电路中的电 源进行等效变换，如串并 联电阻、电容、电感等元 件，以简化电路。
在完成电源等效变换后， 重新列写电压和电流方程 ，确保变换的正确性。
《新能源电源变换技术》课程标准
《新能源电源变换技术》课程标准一、课程基本情况一、课程编码及课程名称课程编码：16123301课程名称：新能源电源变换技术二、学时及学分总学时数：88，其中，讲授学时：64，实践（实验）学时：24。
学分：4三、适用专业及开设学期适用专业：光伏发电与应用技术专业开设学期：第4学期四、课程的性质、目标和任务新能源电源变换技术是可再生能源领域中占有重要地位的一门学科，它包括太阳能、风能、生物质能、可燃冰、潮流能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等利用技术。
这些能源的应用研究内容主要是计算各方面自然存在的能量，再通过研究不同机构用其吸收这些能量，将其转换为机械能，带动发电机工作。
它的应用是一门多学科的综合技术，这包括大气环境、海洋环境学、流体力学、机械设计、电工及电控学等。
通过课程学习使学生掌握新能源能利用技术的基本理论与研究方法。
通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术；了解电力系统中的各种储能技术及最新发展，包括超导储能、飞轮储能、电池储能、超级电容及抽水蓄能技术等；了解用于可再生能源的电力变换技术，包括变换拓扑、工作原理及性能分析；以及分布式发电系统和主干系统的相互影响及其运行与控制；了解国内外最新的可再生能源发电应用工程情况等。
五、课程的基本要求通过该课程学习可使学生了解可再生能源的生成、特点及利用方法，使学生基本掌握新能源应用研究的技术手段。
掌握太阳能、风能发电的机理及设备；燃料电池发电的机理；各种储能技术；电力电子功率变换电路；分散电源对大系统的影响分析等。
六、课程教学内容第一章绪论（共2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解，掌握课程的学习方法。
要求学生对能源有一个概括的认识。
（二）教学内容第1章新能源发电与控制技术导论1.1能源储备与可持续发展战略1.1.1我国的能源结构与储备1.1.2我国的可持续发展战略1.2能源的分类与基本特征1.2.1能源的分类1.2.2能源的基本特征1.2.3新能源及主要特征1.2.4分布式能源及主要特征1.3新能源发电——能源转换的重要形式1.3.1新能源发电技术的应用1.3.2我国新能源发电的现状1.3.3新能源发电及电源变换的主要形式1.4新能源发电与控制技术的经济意义1.4.1能源是经济发展的引擎1.4.2新能源发电的经济意义本章小结（三）重点与难点重点：1.能源的基本分类难点：1.新能源的开发及发展趋势第2章电源变换和控制技术基础知识（6学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解，掌握常用电力电子器件的基本知识、使用方法。