电力电子技术课件.
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IB 0 , VCE VCC , IC ICE0 0 截止区：
IC
I II
IB=0.6A IB=0.4A IB=0
IV
III
线性放大区： IC IB
准饱和区： IC ICM 饱和区： IB IB1
ICM
0
VCEM VCE0
VCE
， IC 不受IB 控制
电力电子技术中三极管主要工作在截止(关断)和 饱和(导通)这两个工作区。
电子技术是与电子 器件、电子电路以及由 各种电子电路组成的电 子设备和系统有关的科 学技术。
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第二节
电力电子变换与控制技术的经济意义
几个实例： 1. 风机、水泵负载；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 2. 电气照明；
电力电子技术
电子信息系 高满茹
第一讲
sftyikun@buu.com.cn
本课程是考查课，成绩评定方法：平时成绩 40%，期末考试 60%。 平时成绩包括作业成绩(25%)，考勤(5%)，回答问题及课堂表现(10%)。 答疑时间：每周一、二、五 答疑地点：1号楼，三层1305， 电话号码64249403 邮箱sftyikun@buu.edu.cn
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第一章
第一节
电力电子变换与控制导论
电力电子学科的形成
电力电子技术是一门综合了ຫໍສະໝຸດ Baidu力技术、电子技术和控制 技术的一门新型交叉学科。
电力技术 电子技术
电力技术是一门 涉及发电、输电、变 电、配电及电力应用 的科学技术。
电力 电子技术 控制技术
C
N2 J1 J2
C
P
C
P2 J1 J2
C B E
B
B E
B
N P1
N1
E
E
NPN 管
PNP 管
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
一、三极管的电流控制作用：
IC RB IB VBE B
C E
IC × I B 电流控制电流源器件
二、静特性：
RC VCC
1. 输入特性：IB = f (VBE )，当VCE = 常数；
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
6. 安全工作区：
三极管在开通、导通、关断、截止各运行工作情况下所承受
的电压VCE 、电流iC及相关的稳态和动态功耗都不应超过产品手
册中给出的安全工作允许值。
300 150 2 10 2.5 1 0.5 0.3 1. PW 2. PW 3. PW 4. DC JC 25 s 4 1 ms 10 ms 25 C V CE(V) 500 800 RFSOA 3 IC (A) 1
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
三、电力三极管使用参数和使用特性：
1. 集电极额定电压VCEM： 集—射极间正向转折击穿电压，简称集—射击穿电压(BV)。
其值的大小与基极状态有关。
基极反偏BVCEX > 基极短路BVCES > 基极正偏BVCER > 基极开路BVCEO
第二章
半导体电力开关器件
第一节 电力二极管
A
用于电力变换和电力控制电路的半导体二 极管，其电压、电流的额定值都比较高，因而
K
称之为半导体电力二极管。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
一、电力二极管使用特性和准则的几个重要参数：
A
IF
理论 实际
1. 二极管的额定电压VRR 。
T 2
Im Sin(t ) dt 1 2
t )d( t ) 1 I m I Sin ( m
0
3. 最大允许的全周期均方根正向电流 IFrms 。
I Frms 1 2
0
Im Sin2 td(t ) 1 Im 2
2
当二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR 时，与其发热等效 的全周期均方根正向电流为IFrms 。
K
也被定义为最大允许反向
VBR
理论 实际
VF 0
重复峰值电压 VRRM 。
二极管伏—安特性曲线
VRR（VRRM）应小于二极管的反向击穿电压。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
2. 额定电流 IFR ： 定义为其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值 。
IFR 1 T
0
2. 集电极额定电流(最大允许电流)ICM： 在规定功耗和散热条件下， 值不低于规定值时 的最大允许集电极电流。 3. 饱和压降：
1~1.5V，随IC 的上升而增大。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件 4. 基极最大允许电流IBM： 通常IBM = (0.1~0.5) ICM 。 5. 开通时间(ton )： 三极管从断态加驱动信号起到等效电阻为零的通态止 所经历的时间； 关断时间(toff )： 从通态取消驱动信号起到等效电阻为无穷大的断态止 所经历的时间
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 3. 减少变压器损耗；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 4. 电气传动；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
5. 直流输电
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第三节 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法
交流 电源 AC 1整流器 DC 恒定直流电压或 可控直流电压 DC 直 流 负 载
DC
3 直流斩波器
直流 电源
DC
2逆变器
AC 恒频恒压交流或 变频变压交流电 AC
AC
4交流斩波器 5 直接变频器
交 流 负 载
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
VCE 增大时，输入特性向右
移动，当VCE >2V 后，VCE 的数 值对输入特性的影响很多小。 实际中VBE 约1V 左右。
Power Electronics
IB VCE=0V VCE =1V 0 VBE
第二章 半导体电力开关器件
2. 输出特性：IC = f(VCE )，当IB = 常数；
四个工作区：
I Frms I FR 1. 57I FR 2
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
二、电力二极管的主要应用
1. 整流：
VDC D1 VS
+
2. 续流：
S
D3 R
VS i
L D R
D2
D4
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
第二节 双极结型电力晶体管 BJT
IC
I II
IB=0.6A IB=0.4A IB=0
IV
III
线性放大区： IC IB
准饱和区： IC ICM 饱和区： IB IB1
ICM
0
VCEM VCE0
VCE
， IC 不受IB 控制
电力电子技术中三极管主要工作在截止(关断)和 饱和(导通)这两个工作区。
电子技术是与电子 器件、电子电路以及由 各种电子电路组成的电 子设备和系统有关的科 学技术。
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第二节
电力电子变换与控制技术的经济意义
几个实例： 1. 风机、水泵负载；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 2. 电气照明；
电力电子技术
电子信息系 高满茹
第一讲
sftyikun@buu.com.cn
本课程是考查课，成绩评定方法：平时成绩 40%，期末考试 60%。 平时成绩包括作业成绩(25%)，考勤(5%)，回答问题及课堂表现(10%)。 答疑时间：每周一、二、五 答疑地点：1号楼，三层1305， 电话号码64249403 邮箱sftyikun@buu.edu.cn
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第一章
第一节
电力电子变换与控制导论
电力电子学科的形成
电力电子技术是一门综合了ຫໍສະໝຸດ Baidu力技术、电子技术和控制 技术的一门新型交叉学科。
电力技术 电子技术
电力技术是一门 涉及发电、输电、变 电、配电及电力应用 的科学技术。
电力 电子技术 控制技术
C
N2 J1 J2
C
P
C
P2 J1 J2
C B E
B
B E
B
N P1
N1
E
E
NPN 管
PNP 管
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
一、三极管的电流控制作用：
IC RB IB VBE B
C E
IC × I B 电流控制电流源器件
二、静特性：
RC VCC
1. 输入特性：IB = f (VBE )，当VCE = 常数；
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
6. 安全工作区：
三极管在开通、导通、关断、截止各运行工作情况下所承受
的电压VCE 、电流iC及相关的稳态和动态功耗都不应超过产品手
册中给出的安全工作允许值。
300 150 2 10 2.5 1 0.5 0.3 1. PW 2. PW 3. PW 4. DC JC 25 s 4 1 ms 10 ms 25 C V CE(V) 500 800 RFSOA 3 IC (A) 1
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
三、电力三极管使用参数和使用特性：
1. 集电极额定电压VCEM： 集—射极间正向转折击穿电压，简称集—射击穿电压(BV)。
其值的大小与基极状态有关。
基极反偏BVCEX > 基极短路BVCES > 基极正偏BVCER > 基极开路BVCEO
第二章
半导体电力开关器件
第一节 电力二极管
A
用于电力变换和电力控制电路的半导体二 极管，其电压、电流的额定值都比较高，因而
K
称之为半导体电力二极管。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
一、电力二极管使用特性和准则的几个重要参数：
A
IF
理论 实际
1. 二极管的额定电压VRR 。
T 2
Im Sin(t ) dt 1 2
t )d( t ) 1 I m I Sin ( m
0
3. 最大允许的全周期均方根正向电流 IFrms 。
I Frms 1 2
0
Im Sin2 td(t ) 1 Im 2
2
当二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR 时，与其发热等效 的全周期均方根正向电流为IFrms 。
K
也被定义为最大允许反向
VBR
理论 实际
VF 0
重复峰值电压 VRRM 。
二极管伏—安特性曲线
VRR（VRRM）应小于二极管的反向击穿电压。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
2. 额定电流 IFR ： 定义为其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值 。
IFR 1 T
0
2. 集电极额定电流(最大允许电流)ICM： 在规定功耗和散热条件下， 值不低于规定值时 的最大允许集电极电流。 3. 饱和压降：
1~1.5V，随IC 的上升而增大。
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件 4. 基极最大允许电流IBM： 通常IBM = (0.1~0.5) ICM 。 5. 开通时间(ton )： 三极管从断态加驱动信号起到等效电阻为零的通态止 所经历的时间； 关断时间(toff )： 从通态取消驱动信号起到等效电阻为无穷大的断态止 所经历的时间
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 3. 减少变压器损耗；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论 4. 电气传动；
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
5. 直流输电
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第三节 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法
交流 电源 AC 1整流器 DC 恒定直流电压或 可控直流电压 DC 直 流 负 载
DC
3 直流斩波器
直流 电源
DC
2逆变器
AC 恒频恒压交流或 变频变压交流电 AC
AC
4交流斩波器 5 直接变频器
交 流 负 载
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
VCE 增大时，输入特性向右
移动，当VCE >2V 后，VCE 的数 值对输入特性的影响很多小。 实际中VBE 约1V 左右。
Power Electronics
IB VCE=0V VCE =1V 0 VBE
第二章 半导体电力开关器件
2. 输出特性：IC = f(VCE )，当IB = 常数；
四个工作区：
I Frms I FR 1. 57I FR 2
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
二、电力二极管的主要应用
1. 整流：
VDC D1 VS
+
2. 续流：
S
D3 R
VS i
L D R
D2
D4
Power Electronics
第二章 半导体电力开关器件
第二节 双极结型电力晶体管 BJT