电力电子技术：

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1、一 1.1 什么是电力电子技术： 应用于电力领域的是电子技术，是使用电力电子器件对电能 进行变换和控制的技术。它包括：电力电子器件制造技术和变流技术两大分支。1.2 电子变 换的种类：交流变交流，直流变直流，交流变直流，直流变交流。1.3 电力电子技术与信息 电子技术的关系：(1)区别：电路功能和应用的目标不同，信息电子技术：传递和处理 信息；电力电子技术：控制电能转化应用。元件参数及应用的环境不同，信息电子技术： 工作电压低，工作电流小；电力电子技术：工作电压高，工作电流大。信息电子技术中， 晶体管可工作在开关状态，也可在放大状态；电力电子技术中，元件只能工作在开关状态。(2)联系：二者同根

2、同源，器件制造技术的理论基础是一样的,大多数工艺也相同。 ：电路工作原理和分析方法基本相同。：两者无严格界限：电力电子电路中包含信息 电子电路，某些信息电子设备中也包含电力电子电路，在许多设备中两者同时应用。 二 2.1 电力电子器件特征：(1)承受电压和电流的能力是重要参数(2)一般都工作在开关 状态(3)由信息电子电路来控制(4)需要安装散热器。 2.2 电力电子器件的组成：主电路， 控制电路，检测电路，驱动电路。 2.3 电力电子器件分类：(1)按器件被控制程度分：半控 型器件，全控型器件，不可控器件(2)按驱动信号分：脉冲触发型，电平控制型。 2.4 电力 二极管与普通二极管的不同：分

3、别是(1)垂直导电结构，通流能力高，被称为 p-i-p 结构(2) 横向导电结构。 2.5 电力二极管的参数和含义：(1)正向平均电流，流过的最大工频正弦半 波电流的平均值；(2)正向压降，流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降；(3)反 向重复峰值电压，重复施加的反向最高峰值电压；(4)最高工作结温，在PN结不致损坏的 前提下所能承受的最高平均温度；(5)反向恢复时间，延迟时间加电流下降时间(6)浪涌 电流，承受的最大的连续一个或几个工频周期的过电流。 2.6 电力二极管的类型：普通二极 管，快恢复二极管，肖特基二极管。 2.7 晶闸管的特性：静态特性，动态特性。 2.8晶闸管静 态电压

4、、电流；动态开关时间参数及含义： (1)、电压定额： 1、断态重复峰值电压 UDRM： 允许重复加在器件上的正向峰值电压2、反向重复峰值电压URRM:允许重复加在器件上的 反向峰值电压。3、通态正向平均电压UT (VA)：导通状态下阳、阴极间的电压降平均值。 (2)、电流定额：1、通态平均电流IT(AV)：允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。2、 最小维持电流IH：维持导通所必需的最小电流。3、擎住电流IL：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。4、浪涌电流ITSM:电路异常情况引起的并使 结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。(3)、开通时间tgt：开通过程所

5、用时间； 关断时间tqt：关断过程所用时间；2.9晶闸管的派生器件：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导 晶闸管，光控晶闸管。 2.10晶闸管的导通条件：承受正向阳极电压，并在门极施加触发脉冲。 2.11 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断：维持电流；降到维 持电流一下。 2.12 列举电力电子器件；并分类；全控型电力电子器件有哪些：电力二极管， 晶闸管，IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET；按能被控制信号拴制的程度分为三类：不可控 器件、半控器件、全控器件，按加在控制端控制信号的性质分两类：电压控制型器件、电流 控制型器件， 按加在控制端控制信号的波形分两类：脉冲触发型

6、、电平控制型； IGBT、 GTR、 GTO 和电力 MOSFET。 2.13 什么叫功率模块？什么功率集成电路？两者有何区别： 将多个 相同的电力电子器件或多个相互配合使用的不同电力电子器件封装在一个模块中，这种模块 叫功率模块；如果将电力电子器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电 子电路集成在一个芯片上，称为功率集成电路。两者区别在于：后者有控制、保护、传 感、检测、自诊断等功能，已构成电力电子工作系统，前者仅是工作系统中主电路部分功率 器件的集成。2.14IGBT结构和性能有何特点：结构特点：也是三端器件，具有栅极G、 集电极C和发射极E三个引线端，其结构可简化效为双极型晶体

7、管和MOSFET组成的达林 顿结构。性能有何特点：优点:开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力， 通态压降较低， 输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。缺点:开关速度低于电力 MOSFET,电压，电流容量不及 GTO。三 3.1 整流电路分类：按组成器件不同整流电路分为：不可控、半控和全控三种；按电路结 构分为：桥式和零式电路；按交流输入相数分为：单相和多相电路；按变压器二次电流方向 是单向或双向又分：为单拍和双拍电路。3.2 p3-1 3.3 单相全波整流电路：和单相桥式全控 整流电路相比，电路有何特点：从直流输出端和交流输入端看基本一致。3.4 三相半波可控 整流电路最大的缺点是什

8、么：其变压器二次电流中含有直流分量。3.5 电力电子设备中的无 功功率和谐波对公用电网产生的负面影响：设备容量增加，损耗增加，电压剧烈波动。四 4.1 逆变的概念，逆变分类：直流电变成交流电；按负载性质分有源无源2 类，按电源性 质无源逆变又分电压型电流型 2 类。4.2逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联 多重和并联多重逆变电路各用于什么场合？：增大输出功率，提高功率等级改善输出 电压的波形。把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形；就是把若干个逆变电路的输出 按一定的相位差组合起来，使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消，就可以得到较为接近 正弦波的波形；串联多重逆变电路多用于电压型逆

9、变电路的多重化，并联多重逆变电路多用 于电流型逆变电路得多重化。五 5.1 直流-直流变流电路的功能，种类，斩波电路的种类：将直流电变成另一种固定（或 可调）电压的直流电；直接直流变流（输入输出端不隔离），间接直流变流（中间有 交流环节输入输出端隔离）；基本斩波电路，复合斩波电路，多相多重斩波电路。5.2 斩波电 路的控制方式：脉冲宽度调制，调频型，混合型。5.3 占空比的含义及计算式：占空比的含 义：斩波电路中，开关管导通时间ton占管子开关周期T的比率，占空比的计算式：a= ton /To 5.4间接直流变换与直接直流变换主要区别在哪里：从电路结构看，间接直流变换 比直接直流变换中间多一个

10、交流环节。从电路性能看，间接直流变换比直接直流变换有 更大的电压变换比；间接直流变换输入端与输出端实现了电隔离。六 6.1 什么是交流-交流变流电路？它分哪两种类形？：（1）交流-交流变流电路：把一种形 式的交流电变成另一种形式交流电的变流电路。该种变流，可以改变相应的电压（电流）、 频率、相数等。（2）交流-交流变流电路分两类：直接交流-交流变流方式（无中间直流环 节）间接交流-交流变流方式（有中间直流环节）6.2交流调压电路和交流电力电子开关 比较，主电路和触发控制方式有何不同：（1）主电路，两者完全相同。（2）控制方式不同， 交流调压电路，每个电源周期正负半周都对输出电压波形进行控制，通

11、过控制a角大小， 可连续调节负载电压平均值大小。调压过程中，伴随电压波形的改变。交流电力电子开 关，则固定 a 角为最小或直接给主开关管控制极加直流信号，加上控制极信号，即让开关 管保持全开通状态，主电路开通后，不改变电压数值和波形。6.3交流调压电路和交流调功 电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？答：（1）交流调压和交流调功电路的异同。 相同点：交流调压和调功主电路完全相同。不同点：控制方式不同。交流调压电路在每 个电源周期正负半周都对输出电压波形进行控制，可连续调节负载电压平均值大小。交 流功电路是将负载与交流电源接通几个周期, 再断开几个周期,通过通断周波数的比值来调 节负载所消耗的平均功率，调功过程中不改变电压波形。（2）适用负载：交流调压电路 应用于灯光控制、异步电动机的软起动、异步电动机调速、供用电系统中无功功率的连续调 节；也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。交流调功电路常用于电炉类电热设备 温度控制。