電力電子復(fù)習(xí)資料

1、第一章 概述可以認(rèn)為，所謂電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。通常所說(shuō)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)都屬于信息電子技術(shù)。 具體地說(shuō)，電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電能變換的形式共有四種：交流-直流變換、直流-直流變換、直流-交流變換、交流-交流變換。電力電子器件的制造技術(shù)是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。變流技術(shù)則是電力電子技術(shù)的核心。美國(guó)學(xué)者W. Newell認(rèn)為電力電子學(xué)是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而形成的。一般認(rèn)為，電力電子技術(shù)的誕生是以1957年美國(guó)通用電氣公司研制出第一個(gè)晶閘管為標(biāo)志的。把驅(qū)動(dòng)、控制、保

2、護(hù)電路和電力電子器件集成在一起，構(gòu)成電力電子集成電路（PIC），這代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。電力電子集成技術(shù)包括以PIC為代表的單片集成技術(shù)、混合集成技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)。隨著全控型電力電子器件的不斷進(jìn)步，電力電子電路的工作頻率也不斷提高。與此同時(shí)，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用在理論上可以使電力電子器件的開(kāi)關(guān)損耗降為零，從而提高了電力電子裝置的功率密度。 第二章電力電子器件2.1：電力電子器件概述1、電力電子器件（Power Electronic Device）是指可直接用于處理電能的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。電力電子器件一般工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)2、電力電子器件的功率損耗：通態(tài)損耗、

3、斷態(tài)損耗、開(kāi)關(guān)損耗（開(kāi)通損耗、關(guān)斷損耗）通態(tài)損耗是電力電子器件功率損耗的主要成因。當(dāng)器件的開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素。 3、電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般是由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。4、電力電子器件的分類（1）按照能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度：半控型器件、全控型器件、不可控器件。半控型器件是指用控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。全控型器件是指用控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通，也可以控制其關(guān)斷的電力電子器件。不控型器件是指用控制信號(hào)既不能控制其導(dǎo)通，也不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。（2）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的

4、性質(zhì)：電流驅(qū)動(dòng)型、電壓驅(qū)動(dòng)型。（3）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形：脈沖觸發(fā)型、電平觸發(fā)性。（4）按照載流子參與導(dǎo)電的情況：?jiǎn)螛O型器件、雙極型器件、復(fù)合型器件。2.2：電力二極管1、電力二極管（Power Diode）自20世紀(jì)50年代初期就獲得應(yīng)用，但其結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，工作可靠，直到現(xiàn)在電力二極管仍然大量應(yīng)用于許多電氣設(shè)備當(dāng)中。在采用全控型器件的電路中電力二極管往往是不可缺少的，特別是開(kāi)通和關(guān)斷速度很快的快恢復(fù)二極管和肖特基二極管，具有不可替代的地位。 電力二極管是以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)的,實(shí)際上是由一個(gè)面積較大的PN結(jié)和兩端引線以及封裝組成的。從外形上看，可以有螺栓型、平板型等多種封裝。2、電力二極管的

5、基本特性： （1）靜態(tài)特性：即單向?qū)щ娦?，主要是指其伏安特?（2）動(dòng)態(tài)特性：因?yàn)榻Y(jié)電容的存在，電壓電流特性是隨時(shí)間變化的，這就是電力二極管的動(dòng)態(tài)特性，并且往往專指反映通態(tài)和斷態(tài)之間轉(zhuǎn)換過(guò)程的開(kāi)關(guān)特性。 3、電力二極管的主要參數(shù)：（1）正向平均電流IF(AV) 指電力二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，在指定的管殼溫度（簡(jiǎn)稱殼溫，用TC表示）和散熱條件下，其允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。 IF(AV)是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來(lái)定義的，使用時(shí)應(yīng)按有效值相等的原則來(lái)選取電流定額，并應(yīng)留有一定的裕量。（2）正向壓降UF 指電力二極管在指定溫度下，流過(guò)某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時(shí)對(duì)應(yīng)的正向壓降。（3）反向重復(fù)峰值電壓

6、URRM 指對(duì)電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓。 使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有兩倍的裕量。 （4）最高工作結(jié)溫TJM 結(jié)溫是指管芯PN結(jié)的平均溫度，用TJ表示。 最高工作結(jié)溫是指在PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。 TJM通常在125175C范圍之內(nèi)。（5）反向恢復(fù)時(shí)間trr（6）浪涌電流IFSM 指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個(gè)或幾個(gè)工頻周期的過(guò)電流。4、電力二極管的主要類型按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能，特別是反向恢復(fù)特性的不同，介紹幾種常用的電力二極管。（1）普通二極管：又稱整流二極管（Rectifier Diode），多用于開(kāi)關(guān)頻率不高（1kHz以下）的整流電路中。

7、（2）快恢復(fù)二極管：恢復(fù)過(guò)程很短，特別是反向恢復(fù)過(guò)程很短（一般在5ms以下）。（3）快恢復(fù)外延二極管：采用外延型P-i-N結(jié)構(gòu) ，其反向恢復(fù)時(shí)間更短（可低于50ns），正向壓降也很低（0.9V左右）。（4）肖特基二極管（Schottky Barrier DiodeSBD） 屬于多子器件 優(yōu)點(diǎn)在于：反向恢復(fù)時(shí)間很短（1040ns），正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；因此，其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。 弱點(diǎn)在于：當(dāng)所能承受的反向耐壓提高時(shí)其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低壓場(chǎng)合；反向

8、漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。2.3 半控型器件晶閘管2.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又稱作可控硅整流器（Silicon Controlled RectifierSCR），以前被簡(jiǎn)稱為可控硅。 1、晶閘管的結(jié)構(gòu)： 從外形上來(lái)看，晶閘管也主要有螺栓型和平板型兩種封裝結(jié)構(gòu) 。引出陽(yáng)極A、陰極K和門極（控制端）G三個(gè)聯(lián)接端。內(nèi)部是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。 2、晶閘管的工作原理：晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下a 是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來(lái)之后，a 迅速增大。在晶體管阻斷狀態(tài)下，IG=0，而a1

9、+a2是很小的。由上式可看出，此時(shí)流過(guò)晶閘管的漏電流只是稍大于兩個(gè)晶體管漏電流之和。 如果注入觸發(fā)電流使各個(gè)晶體管的發(fā)射極電流增大以致a1+a2趨近于1的話，流過(guò)晶閘管的電流IA（陽(yáng)極電流）將趨近于無(wú)窮大，從而實(shí)現(xiàn)器件飽和導(dǎo)通。由于外電路負(fù)載的限制，IA實(shí)際上會(huì)維持有限值。 2.3.2 晶閘管的基本特性 1、靜態(tài)特性正常工作時(shí)的特性：當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通 。當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通 。 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通 。若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓

10、和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值（維持電流）以下。 2、動(dòng)態(tài)特性（1）開(kāi)通過(guò)程：由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過(guò)程需要時(shí)間，再加上外電路電感的限制，晶閘管受到觸發(fā)后，其陽(yáng)極電流的增長(zhǎng)不可能是瞬時(shí)的。 延遲時(shí)間td (0.51.5ms) 上升時(shí)間tr (0.53ms) 開(kāi)通時(shí)間tgt=td+tr 延遲時(shí)間隨門極電流的增大而減小,上升時(shí)間除反映晶閘管本身特性外，還受到外電 路電感的嚴(yán)重影響。提高陽(yáng)極電壓,延遲時(shí)間和上升時(shí)間都可顯著縮短。 （2）關(guān)斷過(guò)程：由于外電路電感的存在，原處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r(shí)，其陽(yáng)極電流在衰減時(shí)必然也是有過(guò)渡過(guò)程的。 反向阻斷恢復(fù)時(shí)

11、間trr 正向阻斷恢復(fù)時(shí)間tgr 關(guān)斷時(shí)間tq=trr+tgr 關(guān)斷時(shí)間約幾百微秒。 在正向阻斷恢復(fù)時(shí)間內(nèi)如果重新對(duì)晶閘管施加正向電壓，晶閘管會(huì)重新正向?qū)ǎ皇鞘荛T極電流控制而導(dǎo)通。2.3.3 晶閘管的主要參數(shù)1、電壓定額： （1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 是在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。 國(guó)標(biāo)規(guī)定斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓（即斷態(tài)最大瞬時(shí)電壓）UDSM的90%。斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓應(yīng)低于正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo。 （2）反向重復(fù)峰值電壓URRM 是在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。 規(guī)定反向重復(fù)峰值電壓URRM為反向不

12、重復(fù)峰值電壓（即反向最大瞬態(tài)電壓）URSM的90%。反向不重復(fù)峰值電壓應(yīng)低于反向擊穿電壓。（3）通態(tài)（峰值）電壓UT 晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時(shí)的瞬態(tài)峰值電壓。 通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。選用時(shí)，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓23倍。2、電流定額： （1）通態(tài)平均電流 IT(AV） 國(guó)標(biāo)規(guī)定通態(tài)平均電流為晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫時(shí)所允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。它是按照正向電流造成的器件本身的通態(tài)損耗的發(fā)熱效應(yīng)來(lái)定義的。一般取其通態(tài)平均電流為按發(fā)熱效應(yīng)相等（即有效值相等）

13、的原則所得計(jì)算結(jié)果的1.52倍。 （2）維持電流IH 維持電流是指使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安。結(jié)溫越高，則IH越小。 （3）擎住電流 IL 擎住電流是晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。約為IH的24倍。（4）浪涌電流ITSM 指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過(guò)額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過(guò)載電流。 3、動(dòng)態(tài)參數(shù)：開(kāi)通時(shí)間tgt和關(guān)斷時(shí)間tq 2.4 典型全控型器件2.4.1 門極可關(guān)斷晶閘管晶閘管的一種派生器件，但可以通過(guò)在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。 1、GTO的結(jié)構(gòu) GTO是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)。 GTO

14、是一種多元的功率集成器件，雖然外部同樣引出個(gè)極，但內(nèi)部則包含數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)共陽(yáng)極的小GTO元，這些GTO元的陰極和門極則在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起。GTO與普通晶閘管的不同 設(shè)計(jì)a2較大，使晶體管V2控制 靈敏，易于GTO關(guān)斷。 導(dǎo)通時(shí)a1+a2更接近1，導(dǎo)通時(shí)接近臨界飽和，有利門極控制關(guān)斷，但導(dǎo)通時(shí)管壓降增大。 多元集成結(jié)構(gòu)，使得P2基區(qū)橫向電阻很小，能從門極抽出較大電流。 GTO的導(dǎo)通過(guò)程與普通晶閘管是一樣的，只不過(guò)導(dǎo)通時(shí)飽和程度較淺。而關(guān)斷時(shí)，給門極加負(fù)脈沖，即從門極抽出電流，當(dāng)兩個(gè)晶體管發(fā)射極電流IA和IK的減小使a1+a230時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有:晶閘管承受的最大反

15、向電壓為變壓器二次線電壓峰值,即晶閘管承受的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即2、阻感負(fù)載基本數(shù)量關(guān)系：阻感負(fù)載時(shí)a的移相范圍為90。 整流電壓平均值：Ud = 1.17U2cosa變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為：晶閘管的額定電流為：晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值，即三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。3.2.2 三相橋式全控整流電路1、帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況電路分析各自然換相點(diǎn)既是相電壓的交點(diǎn)，同時(shí)也是線電壓的交點(diǎn)。當(dāng)a60時(shí)，ud波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形與ud波形的形狀是一樣的，也連續(xù)。 a=0時(shí)，ud

16、為線電壓在正半周的包絡(luò)線。時(shí)段共陰極導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽(yáng)極導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb 三相橋式全控整流電路的一些特點(diǎn) 每個(gè)時(shí)刻均需2個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，共陰極組的和共陽(yáng)極組的各1個(gè)，且不能為同一相的晶閘管。對(duì)觸發(fā)脈沖的要求 6個(gè)晶閘管的脈沖按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60 。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽(yáng)極組VT4、VT6、VT2也依次差

17、120 。同一相的上下兩個(gè)橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180 。整流輸出電壓ud一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。在整流電路合閘啟動(dòng)過(guò)程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖寬脈沖觸發(fā) ：使脈沖寬度大于60（一般取80100）雙窄脈沖觸發(fā) ：用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60，脈寬一般為2030 。常用的是雙脈沖觸發(fā)。晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也一樣。2、阻感負(fù)載時(shí)的工作情況（1）電路分析當(dāng)a60時(shí)，ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)

18、載時(shí)十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。 區(qū)別在于電流，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，id、iVT、ia的波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。當(dāng)a60時(shí)，由于電感L的作用，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。（2）基本數(shù)量關(guān)系：帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是120，帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90。整流輸出電壓平均值 帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載a60時(shí)：Ud=2.34U2 cosa帶電阻負(fù)載且a60時(shí)輸出電流平均值為Id=Ud/R。晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。三相橋式全控整流電路接反電勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)的Id為：3.3

19、變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。減小晶閘管的di/dt，有利于晶閘管的安全開(kāi)通，有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。 換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。3.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過(guò)程。 逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。 當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為有源逆變電路。 變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可

20、調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱為無(wú)源逆變。 對(duì)于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路。逆變產(chǎn)生的條件：要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。要求晶閘管的控制角ap/2，使Ud為負(fù)值。 兩者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動(dòng)勢(shì)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。第四章 逆變電路逆變的概念 與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電。 交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載，

21、為無(wú)源逆變。逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。4.1 換流方式1、換流 電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程，也稱為換相。 研究換流方式主要是研究如何使器件關(guān)斷。 2、換流方式：（1）器件換流、（2）電網(wǎng)換流、（3）負(fù)載換流、（4）強(qiáng)制換流。4.2 電壓型逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同，可以分為兩類 電壓型逆變電路：直流側(cè)是電壓源。 電流型逆變電路：直流側(cè)是電流源。電壓型逆變電路的特點(diǎn)： 直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。由于直流電壓源的鉗位作用，輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同

22、。阻感負(fù)載的輸出電流為正弦波。4.3 電流型逆變電路直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。電流型逆變電路主要特點(diǎn) 直流側(cè)串大電感，電流基本無(wú)脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源。 交流輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。阻感負(fù)載的輸出電壓為正弦波。直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。第五章直流直流變流電路直流-直流變流電路（DC/DC Converter）包括直接直流變流電路和間接直流變流電路。 直接直流變流電路，也稱斬波電路（DC Chopper）。功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電。一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟?，這種情況

23、下輸入與輸出之間不隔離。 間接直流變流電路 在直流變流電路中增加了交流環(huán)節(jié)。 在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的隔離，因此也稱為直交直電路。 5.1 基本斬波電路 5.1.1 降壓斬波電路：掌握相關(guān)計(jì)算 5.1.2 升壓斬波電路：掌握相關(guān)計(jì)算 5.1.3 升降壓斬波電路和Cuk斬波電路 5.1.4 Sepic斬波電路和Zeta斬波電路 第六章 交流-交流變換電路一、交流電力控制電路：是指頻率不變，僅改變電壓、電流或?qū)﹄娐愤M(jìn)行通斷控制的電路。交流電力控制電路的分類：（1）交流調(diào)壓電路：相位控制；（2）交流調(diào)功電路：通斷控制；（3）交流電力電子開(kāi)關(guān)。二、變頻控制電路：是指實(shí)現(xiàn)頻率變換亦可改

24、變電壓大小的電路。變頻控制電路的分類：（1）交交變頻-直接變頻；（2）交直交變頻-間接變頻。三、單相交流調(diào)壓：兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)后，串聯(lián)在交流電路中，通過(guò)對(duì)晶閘管的控制就可控制交流電力。1、 阻性負(fù)載：數(shù)量關(guān)系：移相范圍為0 a 。 a 0時(shí)，輸出電壓最大 ，為 U0U1， a增大，U0降低 ， a 時(shí)，U00。四、 交流電力電子開(kāi)關(guān) 控制目的：根據(jù)需要控制電路的接通和斷開(kāi)。而不控制電路的平均輸出功率。特點(diǎn)：晶閘管在承受正半周電壓時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，而它的關(guān)斷是利用電壓負(fù)半周在管子上的反壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，在電流過(guò)零時(shí)自然關(guān)斷。第七章 PWM控制技術(shù) 在電力電子技術(shù)中采用PWM控制技術(shù)可以提高電力電路或裝置的功率

25、因數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)變壓和變頻，成為了功率變換電路中的核心控制技術(shù)。7.1 PWM控制的基本原理PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。面積等效原理，是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。 原理內(nèi)容：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其作用效果基本相同。用PWM波代替正弦半波將正弦半波看成是由N個(gè)彼此相連的脈沖寬度為p/N，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的。把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中

26、點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是PWM波形。對(duì)于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。 脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱SPWM（Sinusoidal PWM）波形。 PWM波形可分為等幅PWM波和不等幅PWM波兩種，由直流電源產(chǎn)生的PWM波通常是等幅PWM波。基于等效面積原理，PWM波形還可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。7.2 PWM逆變電路及其控制方法7.2.1 計(jì)算法和調(diào)制法：計(jì)算法：根據(jù)逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)，將PWM波形中各脈沖的寬度和間隔準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)，按照計(jì)算結(jié)果控制逆變電路中各開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形，這種方法稱之為計(jì)算法。 計(jì)算法是很繁瑣的，當(dāng)需要輸出的正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化。 調(diào)制法：把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信