电力电子技术-总复习ppt课件
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《电力电子技术》 ppt课件
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
★
第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
★
第10页
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
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电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
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电力电子技术
电力电子技术(完整幻灯片PPT
1-3
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
第19章电力电子技术-PPT课件
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IH: 维持电流 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。
一般IH为几十 ~ 一百多毫安。
UF: 通态平均电压（管压降）
在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时， 晶闸管阳、阴极间的电压平均值。 一般为1V左右。 UG、IG：控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完 全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。 一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。
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IF：正向平均电流
环境温度为40C及标准散热条件下，晶闸 管处于全导通时可以连续通过的工频正弦 半波电流的平均值。
如果正弦IF半波21 电π流π 0I的m 最s大in 值t为d( Imt,) 则Iπm
i
IF
2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
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(2)电压u 为负半周时
a
T2和D1承受正向
+
T1
电压。 T2控制极加触 发电压, 则T2和D1导 通，电流的通路为
u
–
D1
b
b
T2
RL
D1
a
此时，T1和D2均承受反向电压而截止。
io
T2 RL
++uo
–
D2
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3. 工作波形
晶闸管导通的条件： 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反
电力电子技术总复习 PPT
第2章 电力电子器件
■电力电子器件的概念 ◆电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接 用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电 子器件。
■ PN结正偏时呈现低阻状态，反偏时呈现状态■电力电子器件的特征 ◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的 能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电 子器件。 ◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工 作时一般都需要安装散热器。 ◆为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关 状态。 ◆由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第9章 电力电子器件应用的共性问题
■驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口。 ■驱动电路的基本任务
◆将信息电子电路传来的控制信号按照控制目标的要求，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。 ◆驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节。 ☞ 一般采用光隔离或磁隔离。
晶闸管的主要参数
■维持电流IH：在室温下且门极开路时，晶闸管中的电流 从较大的通态电流开始下降，当降至刚好使晶闸管维持 导通所必需的最小电流。
■擎住电流IL：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号 后， 能维持导通所需的最小电流。 要使晶闸管触发导通，必须使阳极电流上升到擎住电流 以上。
■对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2～4倍。
第3章 整流电路
➢ 几个重要的基本概念：
◆触发角（）：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称为触发延迟角，也称触发角或控制角。
■电力电子器件的概念 ◆电力电子器件（Power Electronic Device）是指可直接 用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电 子器件。
■ PN结正偏时呈现低阻状态，反偏时呈现状态■电力电子器件的特征 ◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的 能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电 子器件。 ◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工 作时一般都需要安装散热器。 ◆为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关 状态。 ◆由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第9章 电力电子器件应用的共性问题
■驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口。 ■驱动电路的基本任务
◆将信息电子电路传来的控制信号按照控制目标的要求，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。 ◆驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节。 ☞ 一般采用光隔离或磁隔离。
晶闸管的主要参数
■维持电流IH：在室温下且门极开路时，晶闸管中的电流 从较大的通态电流开始下降，当降至刚好使晶闸管维持 导通所必需的最小电流。
■擎住电流IL：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号 后， 能维持导通所需的最小电流。 要使晶闸管触发导通，必须使阳极电流上升到擎住电流 以上。
■对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2～4倍。
第3章 整流电路
➢ 几个重要的基本概念：
◆触发角（）：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称为触发延迟角，也称触发角或控制角。
2024版《电力电子技术》PPT课件
电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。
用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。
用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。
用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。
电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。
高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。
绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。
工作原理特点应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极触发导通，无法自行关断特点耐压高、电流大、开关速度快应用直流电机调速、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。
智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。
电力电子技术PPT课件
➢ 控制方式: PWM控制技术成为主导
■
绪论第15页
复合型器件和功率集成电路
➢ 80年代后期开始
复合型器件：以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)
为代表
➢IGBT是MOSFET和BJT的复合
它集MOSFET的驱动功率小、开关速度快的 优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点于 一身，性能十分优越，使之成为现代电力电 子技术的主导器件
绪论第10页
2. 电力电子技术的发展史
1958年美通用电气公司制造的第一只晶闸管 标志电力电子器件和技术的诞生。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决 定性的作用，因此，电力电子技术的发展史就是电 力电子器件的发展史。
■
绪论第11页
2. 电力电子技术的发展史
〔四个阶段〕
➢ 史前期（1957年以前）： 使用水银整流器（汞整流器），其性能和晶闸管类似。 这段时间，各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已经成熟并广泛应用。
技术研究的也就是电源技术。
➢ 电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、 水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源 等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也
被称为是节能技术。
■
绪论第23页
4. 本课程的内容简介
分为三大部分
➢ 第一部分：电力电子器件
主要介绍各种电力电子器件的基本结构、工作原理、主要 参数、应用特性，以及驱动、缓冲、保护、串并 联等器 件应用的共性问题和基础性问题
1.什么是电力电子技术
➢ 定义:
电力电子技术（power electronics）： 是电子技术的分支
电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术
■
绪论第15页
复合型器件和功率集成电路
➢ 80年代后期开始
复合型器件：以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)
为代表
➢IGBT是MOSFET和BJT的复合
它集MOSFET的驱动功率小、开关速度快的 优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点于 一身，性能十分优越，使之成为现代电力电 子技术的主导器件
绪论第10页
2. 电力电子技术的发展史
1958年美通用电气公司制造的第一只晶闸管 标志电力电子器件和技术的诞生。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决 定性的作用，因此，电力电子技术的发展史就是电 力电子器件的发展史。
■
绪论第11页
2. 电力电子技术的发展史
〔四个阶段〕
➢ 史前期（1957年以前）： 使用水银整流器（汞整流器），其性能和晶闸管类似。 这段时间，各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已经成熟并广泛应用。
技术研究的也就是电源技术。
➢ 电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、 水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源 等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也
被称为是节能技术。
■
绪论第23页
4. 本课程的内容简介
分为三大部分
➢ 第一部分：电力电子器件
主要介绍各种电力电子器件的基本结构、工作原理、主要 参数、应用特性，以及驱动、缓冲、保护、串并 联等器 件应用的共性问题和基础性问题
1.什么是电力电子技术
➢ 定义:
电力电子技术（power electronics）： 是电子技术的分支
电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术
电力电子技术ppt课件
② 按照内部载流子的工作性质分： 单极型器件：导通时只有空穴或电子一种载流子导电的器件。功率场
效应晶体管，器件的特点主要是工作频率高、导通压降较大，单个器 件容量较小。 双极型器件：导通时的载流子既有空穴也有电子导电的器件。功率二 极管、晶闸管及派生器件、可关断晶闸管、双极型功率晶体管等。器 件的特点主要是功率较高、而工作频率较低。 复合型器件：复合型既含有单极型器件的结构，又有双极型器件的结 构，通常其控制部分采用单极性结构，主功率部分采用双极型结构。 绝缘栅双极型晶体管、MOS控制晶闸管等。结合了两者的优点，具有 卓越的电气性能，是电力电子器件的发展方向。
电力电子技术
（第3版）
绪论
1. 电力电子技术的内容 2. 电力电子技术的发展 3. 电力电子技术的应用 4. 电力电子技术课程的学习要求
1. 电力电子技术的内容
电力电子学 , 又 称 功 率 电 子 学 (Power Electronics)。它主要 研究各种电力电子器件，以及由 这些电力电子器件所构成的各式 各样的电路或装置，以完成对电 能的变换和控制。
4. 电力电子技术课程的学习要求
熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确选 择和使用它们。
熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路中的 电磁过程，掌握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初步设 计计算。
了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。 了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。 掌握基本实验方法与训练基本实验技能。
电力电子器件的电压、电流、开关频率是影响它们使用的关键参数 ➢电压容量从低到高的顺序依次为功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体 管、双极型功率晶体管、可关断晶闸管、晶闸管，其中绝缘栅双极型晶 体管、双极型功率晶体管电压容量接近，可关断晶闸管、晶闸管电压容 量接近。 ➢电流容量从低到高的顺序依次为功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体 管、双极型功率晶体管、可关断晶闸管、晶闸管，其中绝缘栅双极型晶 体管、双极型功率晶体管电流容量接近。 ➢开关频率从低到高的顺序依次为晶闸管、可关断晶闸管、双极型功率晶 体管、绝缘栅双极型晶体管、功率场效应晶体管，其中绝缘栅双极型晶 体管、双极型功率晶体管的开关频率接近。
《电力电子技术 》课件
电机控制
电机控制是指通过电力电子技术实现对电机速度 、方向和位置的精确控制。
电机控制广泛应用于工业自动化、交通运输、家 用电器等领域，如变频空调、电动汽车等。
电机控制有助于提高能源利用效率，降低能耗， 实现更智能化的生产和制造。
新能源发电系统
新能源发电系统是指利用可再生能源进行发电 的系统，如太阳能、风能等。
、更高可靠性和更小体积的方向发展。
系统集成和智能化的发展
系统集成
随着电力电子系统规模的不断扩大，系统集成成为了一个重要的研究方向，通过将多个电力电子模块集成在一个系统 中，可以实现更高的功率密度和更小的体积。
智能化
智能化是电力电子技术的另一个重要发展方向，通过引入人工智能和机器学习等技术，可以实现电力电子系统的自适 应控制和智能管理，提高系统的稳定性和可靠性。
针对高效能转换的挑战，需要不断研 究和开发新的电力电子器件、电路拓 扑和控制策略，以实现更高的转换效 率和更低的能耗。
技术瓶颈
目前电力电子技术面临的主要挑战是 如何进一步提高转换效率，降低能耗 ，以满足不断增长的高效能转换需求 。
新材料和新技术的发展
01
新材料的应用
随着新材料技术的不断发展，新型半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化
电力电子技术的应用实例
不间断电源（UPS）
不间断电源（UPS）是一种能够提供持续电力供应的电源设备，主要用于保护重要 设备和数据免受电力中断的影响。
UPS通过使用电力电子转换技术，将电池或其他形式的储能装置与电网连接，确保 在电网故障或停电时，能够继续为设备提供稳定的电力。
UPS在医疗、金融、通信等领域有广泛应用，对于保证关键设备和服务的正常运行 至关重要。
详细描述
电力电子技术全套课件
特点
整流电路具有将交流电转换为直流电的功能，是电力电子设备中不可或缺的组成部分。同时，整流电 路的性能直接影响到电力电子设备的整体性能。因此，在设计整流电路时，需要根据实际需求选择合 适的电路类型和器件，并进行合理的布局和走线，以确保整流电路的稳定性和可靠性。
04
逆变电路
逆变电路的工作原理与分类
技术特点与优势
分析高压直流输电的技术特点和优势，如远距离输电损耗 小、系统稳定性高等。
工程应用与发展趋 势
介绍高压直流输电在国内外的典型工程应用，并探讨其未 来发展趋势和技术挑战。
THANKS
感谢观看
制。
逆变电路的应用与特点
应用
逆变电路广泛应用于电力电子变换器、不间断电源、变频调 速系统、新能源发电系统等领域。
特点
逆变电路具有高效率、高功率因数、低谐波污染等优点，能 够实现能量的双向流动和电网的并网运行。同时，随着电力 电子技术的发展，逆变电路的性能和可靠性也在不断提高。
05
直流-直流变流电路
升压型直流-直流变流电路
工作原理
升压型直流-直流变流电路通过开关管的导通和关断，控制电感的 充放电过程，从而实现输入电压到输出电压的升压转换。
电路组成
升压型直流-直流变流电路主要由开关管、电感、电容、二极管等 元件组成，与降压型电路类似，但元件的连接方式和参数有所不同 。
应用场景
升压型直流-直流变流电路广泛应用于各种需要升压的电子设备中， 如电动汽车、太阳能发电系统等。
02
电力电子器件
不可控器件
电力二极管（Power Diode） 工作原理及特性
主要参数与选型
不可控器件
01
晶闸管（Thyristor）
整流电路具有将交流电转换为直流电的功能，是电力电子设备中不可或缺的组成部分。同时，整流电 路的性能直接影响到电力电子设备的整体性能。因此，在设计整流电路时，需要根据实际需求选择合 适的电路类型和器件，并进行合理的布局和走线，以确保整流电路的稳定性和可靠性。
04
逆变电路
逆变电路的工作原理与分类
技术特点与优势
分析高压直流输电的技术特点和优势，如远距离输电损耗 小、系统稳定性高等。
工程应用与发展趋 势
介绍高压直流输电在国内外的典型工程应用，并探讨其未 来发展趋势和技术挑战。
THANKS
感谢观看
制。
逆变电路的应用与特点
应用
逆变电路广泛应用于电力电子变换器、不间断电源、变频调 速系统、新能源发电系统等领域。
特点
逆变电路具有高效率、高功率因数、低谐波污染等优点，能 够实现能量的双向流动和电网的并网运行。同时，随着电力 电子技术的发展，逆变电路的性能和可靠性也在不断提高。
05
直流-直流变流电路
升压型直流-直流变流电路
工作原理
升压型直流-直流变流电路通过开关管的导通和关断，控制电感的 充放电过程，从而实现输入电压到输出电压的升压转换。
电路组成
升压型直流-直流变流电路主要由开关管、电感、电容、二极管等 元件组成，与降压型电路类似，但元件的连接方式和参数有所不同 。
应用场景
升压型直流-直流变流电路广泛应用于各种需要升压的电子设备中， 如电动汽车、太阳能发电系统等。
02
电力电子器件
不可控器件
电力二极管（Power Diode） 工作原理及特性
主要参数与选型
不可控器件
01
晶闸管（Thyristor）
电力电子复习总结ppt课件
进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子 系统的技术。
本课程的重点是变流技术。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
（2）与电子技术的关系
电力电子技术是应用在电力变换领域的电子技术。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
2 电力电子器件
本章重点：
1) 电力电子器件的概念、特征和分类 2）各种电力电子器件的基本特性：
量。 维持电流 IH
——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
(3)动态参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有：
•断态电压临界上升率du/dt ——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致 晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率 ——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会 使晶闸管误导通 。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
2.4.2 晶闸管的主要参数
(1) 电压定额
断态重复峰值电压UDRM
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在 器件上的正向峰值电压。
反向重复峰值电压URRM
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在 器件上的反向峰值电压。
通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
3.2 三相晶闸管变流电路
三相可控整流电路的运行特性、波形不仅与负载有关， 而且与控制角α有很大关系，应按不同α进行分析。
自然换流点：控制角α的计算起点不再选择在相电压 由 负变正的过零点，而选择在各相电压的交点处
ua
ub
uc
本课程的重点是变流技术。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
（2）与电子技术的关系
电力电子技术是应用在电力变换领域的电子技术。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
2 电力电子器件
本章重点：
1) 电力电子器件的概念、特征和分类 2）各种电力电子器件的基本特性：
量。 维持电流 IH
——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
(3)动态参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有：
•断态电压临界上升率du/dt ——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致 晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率 ——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会 使晶闸管误导通 。
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
2.4.2 晶闸管的主要参数
(1) 电压定额
断态重复峰值电压UDRM
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在 器件上的正向峰值电压。
反向重复峰值电压URRM
——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在 器件上的反向峰值电压。
通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件
烟台大学测控技术系
电力电子技术
绪论(1)
3.2 三相晶闸管变流电路
三相可控整流电路的运行特性、波形不仅与负载有关， 而且与控制角α有很大关系，应按不同α进行分析。
自然换流点：控制角α的计算起点不再选择在相电压 由 负变正的过零点，而选择在各相电压的交点处
ua
ub
uc
2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件
contents•电力电子技术概述•电力电子器件目录•电力电子电路•电力电子技术的控制策略•电力电子技术的实验与仿真电力电子技术的定义与发展定义发展历程如太阳能、风能等可再生能源的转换与利用。
如电动汽车、电动自行车等电机驱动系统的控制。
如智能电网、分布式发电等电力系统的优化与控制。
如变频器、伺服系统等工业自动化设备的控制。
能源转换电机驱动电力系统工业自动化高效率、高功率密度智能化、数字化绿色化、环保化多学科交叉融合晶闸管（Thyristor 可控的单向导电性，用于可控整流电路Power Diode ）具有单向导电性，可用于整流电路010402050306电力晶体管（Giant Transistor，GTR）具有耐压高、电流大、开关特性好等优点通过在门极施加负脉冲使其关断电流控制型器件，通过控制基极电流来控制集电极电流可关断晶闸管（Gate Turn-OffThyristor，GTO）具有可控的开关特性，适用于高电压、大电流场合01电力场效应晶体管（Power MOSFET ）02电压控制型器件，通过控制栅源电压来控制漏极电流03具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点04绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT ）05结合了MOSFET 和GTR 的优点，具有电压控制、大电流、低饱和压降等特性06广泛应用于电机控制、电源转换等领域整流电路整流电路的工作原理介绍整流电路的基本工作原理，包括半波整流、全波整流和桥式整流等。
整流电路的类型详细阐述不同类型的整流电路，如单相半波整流电路、单相全波整流电路、三相半波整流电路和三相全波整流电路等。
整流电路的应用列举整流电路在电力电子领域的应用，如电源供应器、电池充电器和电机驱动器等。
逆变电路逆变电路的工作原理01逆变电路的类型02逆变电路的应用031 2 3直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的类型直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路的工作原理01交流-交流变流电路的类型02交流-交流变流电路的应用03电动机控制电热控制照明控制030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引飞机电源系统电力系统应用高压直流输电柔性交流输电分布式发电与微电网新能源应用风能发电太阳能发电风力发电机组中采用电力电子技术实现变速恒频控制，提高风能发电的稳定性和可靠性。
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使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。是研究电 能变换原理及功率变换装置的综合性学科，包括电压、电流、 频率和波形变换，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术 等学科。 本质上就是研究大功率可控电源的技术。 电力电子技术与信息电子技术的主要不同就是效率问题。大 功率电力电子装置效率应高于85%。信息电子主要着眼点在于 信号转换，电子器件大都工作在放大区；电力电子着眼于电 能变换，电力电子器件工作在开关区。
研究课题
开关稳压电源电 路设计
锯齿波移相 触发电路 的实验研 究（维修）
三相晶闸管整流 电路数字触 发控制
逆变器及其 驱动电 路设计
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ④ AC/AC直接变频、变压电路
绪论
和其他课程的关系： 电 动机 基拖础
自动控 + 制原理
电路
+
电力拖动自
电子技术基础
电力电
动控制系统
课程学习要求： 子技术
➢ 掌握典型电力半导体器件的运行特性和应用技术；
➢ 掌握典型电力电子变换器的主电路
拓扑结构、电路原理、工作波形、控制要求；
➢ 掌握常用的电力电子变换电路的分析方法；
➢ 了解电力电子变换器的应用领域；
➢ 了解电力电子变换器的电路仿真软件如MATLAB、
PSPICE、PSIM等的应用；
➢ 电力电子学是一门实践性很强的专业课程，应主动对待
实验，培养实际工作能力。
绪论
课程考核分为三部分：期末闭卷考试（50%)、 平时考勤实验(20%)、专题研究报告(30%)
专题18-变频器电路原理图设计 专题19－带功率因数校正（PFC）的整流电路设计 专题20－谐振软开关电路实验 专题21-单相交流电源自动稳压器 专题22-24V交流单相在线式不间断电源电路设计 专题23-三相交流在线式不间断电源电路设计 专题24-逆变器电路及其数字控制 专题25-三电平逆变电路及其数字控制 专题26-光伏并网发电模拟装置 专题27-PWM整流器分析与控制 专题28-双PWM变换器分析与控制 专题29-三相晶闸管交交变频电路谐波分析 专题30-矩阵变换器分析与控制 专题31-PWM控制芯片及外围电路设计 专题32-电动汽车充电电路设计 专题33-非接触充电电路设计
专题1-三相晶闸管整流电路数字触发控制 专题2－开关稳压电源电路设计 专题3－三相正弦波变频电源 专题4－DC-DC PWM 升降压(Cuk)变换电路设计 专题5－DC-DC变换器应用—直流电机速度控制 专题6－DC-DC 单端反激式变换电路设计 专题7－DC-DC 单端正激式变换电路设计 专题8－DC-AC SPWM单相全桥逆变电路设计 专题9－智能功率模块（IPM）变频调速电路设计 专题10－变频器光电隔离驱动电路设计 专题11－电力电子电路闭环控制（稳态和动态分析） 专题12－电力电子电路闭环动态特性 专题13－晶闸管整流电路谐波和功率因数分析 专题14－移相全桥零电压开关电路实验 专题15－电力电子电路滤波器设计 专题16－电力电子电路功率因数分析 专题17－电力电子电路中信号的频谱分析
专题1-三相晶闸管整流电路数字触发控制 专题2－开关稳压电源电路设计 专题3－DC-DC PWM 升降压(Cuk)变换电路设计 专题4－DC-DC变换器应用—直流电机速度控制 专题5－DC-DC 单端反激式变换电路设计 专题6－DC-DC 单端正激式变换电路设计 专题7－电力电子电路滤波器设计 专题8- 单相交直交变频电路的实验研究 专题9－直流斩波电路(设计性)的实验研究 （sepic chopper、 zeta chopper） 专题10-斩控式交流调压电路的实验研究 专题11-PWM整流器分析与控制 专题12-锯齿波移相触发电路的实验研究（维修） 专题13-电动汽车充电电路设计 专题14逆变器电路及其驱动电路设计 专题15-非接触充电电路设计 专题16-24V交流单相在线式不间断电源电路设计 专题17-三相交流在线式不间断电源电路设计
绪论
电力电子应用技术即是变流技术
电力变换
四大类 ① 交流－直流 ② 直流－交流 ③ 直流－直流 ④ 交流－交流
实现电力变换的技术称为变流技术 实现电力变换的装置称为功率变换器 实现功率变换器的电路称为 电力电子电路
直流
直流 斩波
逆变
交流
调压、 变频、 变相、
交流电 力控制
直流 整流 交流
绪论
变流技术是利用开关器件实现电力变换，
电力电子技术自主学习-电力电子技术专题研究
自主选择一个课题或自拟一课题（不能同一题目），3个 同学一组，分工合作完成方案设计、电路设计及参数设计、 仿真研究（或电路原理图设计及印刷电路板设计）内容应 与电力电子技术有关。要求同大学生电子竞赛要求，应有 性能指标设计。有书面报告并作好PPT,组织专题讨论会。 选择比较优秀的课题作为进一步实验研究。
电力电子技术基础总复习
教材：《电力电子技术》
王兆安 黄 俊 主编
目录
绪论 第1章 电力电子器件 第2章 整流电路 第3章 直流斩波电路 第4章 交流电力控制电路和交交变频电路 第5章 逆变电路 第6章 PWM控制技术 第7章 软开关技术 第8章 组合变流电路
绪论
电力电子技术（电力电子器件应用技术即变流技术）
利用开关器件 实现电力变换 ① AC/DC基本整流电路
同一种电路拓扑结构，不同的输入，不同的控制规 律，可实现不同的输出
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ② DC/AC基本逆变电路
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ③ DC/DC直流降压电路
绪论
电力电子技术（电力电子器件应用技术即变流技术）
周期性高频开关型电路（PWM)是提高电力电子电路工作效率 的关键。高频电路还能大大降低变压器的体积，从而有利于 提高功率密度，降低成本。 高频化使得开关过程和开关损耗的控制变得更加重要，同时 高频电磁噪声的抑制（EMI）也成为关键问题。 电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能 化，最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代， 并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。
研究课题
开关稳压电源电 路设计
锯齿波移相 触发电路 的实验研 究（维修）
三相晶闸管整流 电路数字触 发控制
逆变器及其 驱动电 路设计
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ④ AC/AC直接变频、变压电路
绪论
和其他课程的关系： 电 动机 基拖础
自动控 + 制原理
电路
+
电力拖动自
电子技术基础
电力电
动控制系统
课程学习要求： 子技术
➢ 掌握典型电力半导体器件的运行特性和应用技术；
➢ 掌握典型电力电子变换器的主电路
拓扑结构、电路原理、工作波形、控制要求；
➢ 掌握常用的电力电子变换电路的分析方法；
➢ 了解电力电子变换器的应用领域；
➢ 了解电力电子变换器的电路仿真软件如MATLAB、
PSPICE、PSIM等的应用；
➢ 电力电子学是一门实践性很强的专业课程，应主动对待
实验，培养实际工作能力。
绪论
课程考核分为三部分：期末闭卷考试（50%)、 平时考勤实验(20%)、专题研究报告(30%)
专题18-变频器电路原理图设计 专题19－带功率因数校正（PFC）的整流电路设计 专题20－谐振软开关电路实验 专题21-单相交流电源自动稳压器 专题22-24V交流单相在线式不间断电源电路设计 专题23-三相交流在线式不间断电源电路设计 专题24-逆变器电路及其数字控制 专题25-三电平逆变电路及其数字控制 专题26-光伏并网发电模拟装置 专题27-PWM整流器分析与控制 专题28-双PWM变换器分析与控制 专题29-三相晶闸管交交变频电路谐波分析 专题30-矩阵变换器分析与控制 专题31-PWM控制芯片及外围电路设计 专题32-电动汽车充电电路设计 专题33-非接触充电电路设计
专题1-三相晶闸管整流电路数字触发控制 专题2－开关稳压电源电路设计 专题3－三相正弦波变频电源 专题4－DC-DC PWM 升降压(Cuk)变换电路设计 专题5－DC-DC变换器应用—直流电机速度控制 专题6－DC-DC 单端反激式变换电路设计 专题7－DC-DC 单端正激式变换电路设计 专题8－DC-AC SPWM单相全桥逆变电路设计 专题9－智能功率模块（IPM）变频调速电路设计 专题10－变频器光电隔离驱动电路设计 专题11－电力电子电路闭环控制（稳态和动态分析） 专题12－电力电子电路闭环动态特性 专题13－晶闸管整流电路谐波和功率因数分析 专题14－移相全桥零电压开关电路实验 专题15－电力电子电路滤波器设计 专题16－电力电子电路功率因数分析 专题17－电力电子电路中信号的频谱分析
专题1-三相晶闸管整流电路数字触发控制 专题2－开关稳压电源电路设计 专题3－DC-DC PWM 升降压(Cuk)变换电路设计 专题4－DC-DC变换器应用—直流电机速度控制 专题5－DC-DC 单端反激式变换电路设计 专题6－DC-DC 单端正激式变换电路设计 专题7－电力电子电路滤波器设计 专题8- 单相交直交变频电路的实验研究 专题9－直流斩波电路(设计性)的实验研究 （sepic chopper、 zeta chopper） 专题10-斩控式交流调压电路的实验研究 专题11-PWM整流器分析与控制 专题12-锯齿波移相触发电路的实验研究（维修） 专题13-电动汽车充电电路设计 专题14逆变器电路及其驱动电路设计 专题15-非接触充电电路设计 专题16-24V交流单相在线式不间断电源电路设计 专题17-三相交流在线式不间断电源电路设计
绪论
电力电子应用技术即是变流技术
电力变换
四大类 ① 交流－直流 ② 直流－交流 ③ 直流－直流 ④ 交流－交流
实现电力变换的技术称为变流技术 实现电力变换的装置称为功率变换器 实现功率变换器的电路称为 电力电子电路
直流
直流 斩波
逆变
交流
调压、 变频、 变相、
交流电 力控制
直流 整流 交流
绪论
变流技术是利用开关器件实现电力变换，
电力电子技术自主学习-电力电子技术专题研究
自主选择一个课题或自拟一课题（不能同一题目），3个 同学一组，分工合作完成方案设计、电路设计及参数设计、 仿真研究（或电路原理图设计及印刷电路板设计）内容应 与电力电子技术有关。要求同大学生电子竞赛要求，应有 性能指标设计。有书面报告并作好PPT,组织专题讨论会。 选择比较优秀的课题作为进一步实验研究。
电力电子技术基础总复习
教材：《电力电子技术》
王兆安 黄 俊 主编
目录
绪论 第1章 电力电子器件 第2章 整流电路 第3章 直流斩波电路 第4章 交流电力控制电路和交交变频电路 第5章 逆变电路 第6章 PWM控制技术 第7章 软开关技术 第8章 组合变流电路
绪论
电力电子技术（电力电子器件应用技术即变流技术）
利用开关器件 实现电力变换 ① AC/DC基本整流电路
同一种电路拓扑结构，不同的输入，不同的控制规 律，可实现不同的输出
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ② DC/AC基本逆变电路
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ③ DC/DC直流降压电路
绪论
电力电子技术（电力电子器件应用技术即变流技术）
周期性高频开关型电路（PWM)是提高电力电子电路工作效率 的关键。高频电路还能大大降低变压器的体积，从而有利于 提高功率密度，降低成本。 高频化使得开关过程和开关损耗的控制变得更加重要，同时 高频电磁噪声的抑制（EMI）也成为关键问题。 电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能 化，最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代， 并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。