电力电子知识点总结

第一章

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件对电能进行变换

和控制的技术。

电子技术包括信息技术和电力电子技术两大分支。

电力电子器件：

半控器件：

晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）。

全控器件：

电力晶体管（GTR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、电力场效应晶体管（电力MOSFET）。

不可控器件：

电力二极管（整流二极管）

电力电子器件的分类：

按照驱动电路信号的性质，分为两类：

电流驱动型：晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、

电力晶体管GTR

电压驱动型：

电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT

按照器件内部参与导电的情况分为两类：

单极型器件：电力MOSFET

双极型器件：电力二极管、晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR

混合型器件：绝缘栅双极晶体管IGBT

晶闸管正常工作时的特性：

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。

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。

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。

关断时间大于晶闸管的电路换向关断时间，才能可靠关断。

GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：

设计2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断。

导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。

多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。

晶闸管非正常导通的几种情况：

阳极电压升高至相当高的数值照成雪崩现象；阳极电压上升率过高；结温较高；光直接照射

硅片，即光触发；

第二章

单向可控整流电路：

单向半波可控整流电路：

A电阻负载：

相关概念：

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α表示,也称触发角

或控制角。

晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。θπα

=-

通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控

方式。

相关公式：

2

1cos

0.45

2

d

U U

α

+

=:0~

απ。

B阻感负载：

触发角移相范围：:0~

απ。

晶闸管承受的最大反向电压：2

2U。

C阻感负载加续流二极管：

单相桥式全控整流电路：

A带电阻负载：

相关公式：

2

1cos

0.9

2

d

U U

α

+

=

2

1cos

0.9

2

d

U

I

R

α

+

=:0~

απ

B带阻感负载:

相关公式：2

0.9cos

d

U Uα

=:0~

2

π

α

晶闸管承受的最大反向电压：2

2U。

C带反电动势负载:

在|u2|>E时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。

单相全波可控整流电路：

在单相全波可控整流电路中，闸管承受的最大电压为2

22U，是单相桥式全控整

流电路的2倍。

单相桥式半控整流电路：

（一般了解）

三相可控整流电路:

三相半波可控整流电路:

A电阻负载：

相关公式：

30

α≤：

2

0.9cos

d

U Uα

=

30

α>：

2

0.675[1cos()]

6

d

U U

π

α

=++

2

0.675[1cos()]

26

d

U

I

π

α

=++

相关理论：

晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即：

2

2.34U

。

晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即：2

2U

B阻感性负载：

相关公式：

21.17cos d U U α= :0~

2

π

α

三相桥式全控整流电路：

A 电阻负载：

0:0~120α

B 阻感负载：

:0~

2

π

α

22.34cos d U U α=

变压器漏电抗对整流电路的影响：

1）出现换相重叠角，整流输出电压平均值降低 2）晶闸管的

/di dt 减小，有利于晶闸管安全开通。

3）整流电路工作状态增多。

4）换相时晶闸管电压出现缺口，可能使晶闸管误导通。 5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

功率因数由基波功率因数和电流波形畸变这两个因素共同决定的。

第三、四、五章

逆变——把直流电转变成交流电，整流的逆过程。 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路。 有源逆变电路——交流侧和电网连结。 产生逆变的条件有二：

1有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压。

2、晶闸管的控制角2

π

α>

，使Ud 为负值。

降压斩波电路

相关公式：

ON ON O ON OFF T T U E E E T T T α=

==+，O

M

O U E I R

-=

斩波电路三种控制方式：

1，T 不变，变

ON

T —脉冲宽度调制。

2，

ON T 不变，变T —频率调制。

3，

ON

T 和T 都可调，改变占空比—混合型。

降压斩波电路

1ON OFF O OFF OFF T T T U E E E T T β+=

?=?=?，1O E

I R

β=?

换流方式可以分为：

1，器件换流，2，电网换流，3，负载换流，4，强迫换流。