第1讲绪论

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电力半导体器件的发展
第一代电力电子器件:硅整流管和晶闸管(SCR) 第二代电力电子器件 :电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管
(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管 (SIT)、MOS控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT) 等 第三代电力电子器件 ：高频化、标准模块化、集成化和智 能化 。功率集成电路(PIC)分为智能功率集成电路(SPIC)和 高压集成电路(HVIC)两类
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变流电路的发展
整流器时代 逆变器时代 变频器时代
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控制技术的发展
电力电子器件经历了工频、低频、中频到高频的发展历程， 与此相对应，电力电子电路的控制也从最初以相位控制为 手段的由分立元件组成的控制电路发展到集成控制器，再 到如今的旨在实现高频开关的计算机控制，并向着更高频 率、更低损耗和全数字化的方向发展。
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电力电子学的本质
根本目的：为了更好地使用电能（节能） 根本手段：电力电子技术是使用功率半导体器件对电
能进行变换 具体方法：包括电压、电流、频率和波形等方面的
交换 通过电能变换，以达到使电能更好地符合各种不同用
电设备的要求。它以实现“高效率用电和高品质用电” 为目标
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2. 电力电子技术的发展经历哪些阶段？
史前期 （黎明期）
晶闸管问世 (1957年)
全控型器件 迅速发展
晶体管诞生
1904
1930
1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年)
电子管 问世
水银（汞 弧）整流 器时代
晶闸管源自文库代
IGBT出现 功率集成器件
电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的
成果、新进展
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电力电子技术广泛用于电气工程中 高压直流输电 静止无功补偿 电力机车牵引 交直流电力传动 电解、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支 电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支
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与控制理论（自动化技术）的关系
控制理论广泛用于电力电子系统中 电力电子技术是弱电控制强电的技术， 是弱电和强电的接口控制理论是这种接口的有力纽带 电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术
与电子学（信息电子学）的关系
都分为器件和应用两大分支 器件的材料、工艺基本相同，都采用微电子
技术 应用的理论基础、分析方法、分析软件也
基本相同 信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可
工作在放大状态，电力电子电路的器件一般只工 作在开关状态 二者同根同源
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与电力学（电气工程）的关系
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。
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学习方法
注意多门专业课程的相互联系 以器件、电路、应用为主线，加强基础知识的学习 理论联系实践，注重实验练习 掌握学科前沿发展动向，反映本学科和相邻学科的新
电力电子技术的发展是从低频技术处理问题为主的传统电 力电子技术向以高频技术处理问题为主的现代电力电子技 术方向发展。
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3. 电力电子技术主要应用在哪些领域？
一般工业： 交直流电机、电化学工业、冶金工业
交通运输： 电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统： 高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源： 为信息电子装置提供动力
家用电器： “节能灯”、变频空调
其他： UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置
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应用1
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应用2
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应用3
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应用4
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应用5
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应用6
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电力电子技术的小结
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发 了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究 电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电 源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以 说，电力电子技术研究的也就是电源技术。
第1讲绪论
1. 什么是电力电子学？
电力电子技术 (Power Electronics) ：应用于电力领域的 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。 整流
电
力 变
换
逆变 直流斩波 交流变频、变相
电力电子学／电力电子技术
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