1 《简单电力电子装置设计与调试》复习大纲
I. 晶闸管及单相相控整流电路
1、 掌握晶闸管的工作原理、导通及关断条件、理解晶闸管主要参数的含义、怎样选用晶闸管的额定电压和额定电流；
1）晶闸管导通条件：阳极加正向电压、门极加适当正向电压。
注意：阳极加正向电压是指阳极电位高于阴极电位，阳极电位可以是正也可以是负。门极正向电压是指门极电位高于阴极电位。
2）关断条件：流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。可以通过降低晶闸管阳极－阴极间电压或增大主电路中的电阻。
在室温且控制极开路时，维持晶闸管继续导通的最小电流称为维持电流IH。
当元件刚从阻断状态转为导通状态时就撤除触发电压，此时元件维持导通所需要的最小阳极电流称为掣住电流IL。对同一晶闸管来说，掣住电流IL要比维持电流IH大2～4倍。
2、 晶闸管主要参数
1）额定电压：用等级表示，选用管子时额定电压常常是实际工作时可能承受的最大电压的2～3倍。
2）额定电流 UTn=(UDRM,URRM)min TM)3~2(:UUTn若考虑安全裕量
2 注意：不同于通常电气元件以有效值来定义额定电流，而是以平均值来定义的。选择管子时要用有效值相等原则即流过晶闸管实际电流的有效值等于（小于）管子的额定电流有效值。
3．单相半波可控整流电路工作原理及参数计算
几个名词术语和概念
控制角：控制角也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。
导通角θ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。
移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角的大小。
移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。
分析工作原理、绘制输出电压Ud波形时要抓住晶闸管什么时候导通、什么时候关断这个关键。
电感性负载时，理解输出负电压的原因。关键是理解电感储存、释放能量的性质。
4、 掌握晶闸管对触发电路的要求(见p42)；
5、 理解相控电路半波、全波、半控、全控的概念，知道单相半波、单相桥式全控整流电路电阻性负载、电感性负载的移相范围、输出电压的计算公式以及输出基波脉动频率（可以参见发给同学们的可控整流电路的参数表）。
6、双向晶闸管的触发方式(掌握双向晶闸管工作状态I+、III-的
3 定义)
双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：
1）Ⅰ+触发方式 主极T1为正，T2为负；门极电压G为正，T2为负。
2）Ⅰ-触发方式 主极T1为正，T2为负；门极电压G为负，T2为正。
3）Ⅲ+触发方式 主极T1为负，T2为正；门极电压G为正，T2为负。
4）Ⅲ-触发方式 主极T1为负，T2为正；门极电压G为负，T2为正。
双向晶闸管的参数
1）双向晶闸管额定通态电流不同于普通晶闸管的额定通态电流。前者用交流有效值标定，后者用正弦半波平均值标定，选择晶闸管时不能混淆。例如双向晶闸管额定通态电流为100A，若用两个反并联的普通晶闸管代替，按有效相等的原则，得210057.1)(AVTI，所以，AIAVT45257.1100)(。因此一个100A的双向晶闸管与两个45A反并联的普通晶闸管等效。
7、 掌握单结晶体管的工作原理和导通、关断条件, 单结晶体管具有以下特点：
4 (1) 当发射极电压等于峰点电压Up时，单结晶体管导通。 导通之后，当发射极电压小于谷点电压Uv时，单结晶体管就恢复截止。
(2) 单结晶体管的峰点电压Up与外加固定电压及其分压比η有关。 单结晶体管的分压比η一般为0.5～0.9。
(3) 不同单结晶体管的谷点电压Uv和谷点电流Iv都不一样。
谷点电压大约在2～5 V之间。在触发电路中，常选用η稍大一些，Uv低一些和Iv大一些的单结晶体管，以增大输出脉冲幅度和移相范围。
8、 讲课所涉及的电力电子器件的英文名称(SCR、MOS、GTO、IGBT、GTR是什么的缩写)。
9、 会分析下图所示的工作原理。
10、单相交流调压电路电阻性负载输出电压有效值及输入功率因数的计算、控制角的移相范围和调压范围
11、单相交流调压电路带电感性负载时的控制角移相范围和调压范围(控制角α、导通角θ与阻抗角的关系)、对触发脉
5 冲的要求
什么是同步。触发脉冲信号与主电路电源电压在频率和相位上相互协调(触发信号的频率与主电路的频率保持固定比例、触发信号的相位与主电路的相位保持固定相差）的关系叫同步。
因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。
单相交流调压特点(几点结论）：
1）电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致，电阻负载时移相范围为0～180°。改变控制角可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。
2）电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当a ＜ Φ时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大的直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。
3）电感性负载时，最小控制角a min＝ Φ(阻抗角)，要求a ≥Φ 所以的移相范围为Φ ～180°，这几个结论常考试。
计算题时要注意：1）单相交流调压电感性负载时，控制角α的移相范围是~
RLarctan
2）因α=时，电流为连续状态，此时负载电流最大。
222)wlRUZUI（
3）最大功率
6 coscos22IUIUP
II. 全控型电力电子器件
1、MOS、GTR、GTO、IGBT等全控型电力电子开关器件根据内部载流子参与导电的情况是怎样进行分类的？根据驱动信号的不同又是如何分类的？
(1) 根据电力电子器件的可控性来区分
1、根据电力电子器件的可控性来区分 控制形式 器件名称 特点
半控型 SCR 只能控制其导通，不能控制其关断
全控型 GTO、GTR、MOS、IGBT、 既可以控制其导通，又可以控制其关断 也称自关断器件
不可控型 D 不能用信号控制其通断，无需驱动信号
2、全控型器件根据内区分形式 全控型器件名称
特点
非全控型器件名称
单极型 MOS、SIT 只有一种载流肖特基二极管
7 部载流子参与导电的种类又分为 子参与导电
双极型 GTR、GTO、SITH 有两种载流子（电子、空穴）参与导电 电力二极管
复合型 IGBT 由双极型与单极型器件复合而成 MCT
3、全控型器件根据驱动信号的种类又分为 区分形式 全控型器件
名称 特点
电流型 GTR、GTO 通过从控制端注入或抽出电流来控制其通断的方式
电压型 MOS、IGBT、SIT、SITH 通过在控制端施加一定的电压信号使其通断
2、根据开关频率的大小和器件功率的大小如何对全控型开关器件MOSFET、GTR、GTO、IGBT进行排序。
8
3、理解GTO的基本工作原理，为什么GTO可以采用门极信号使其关断而普通晶闸管不能采用门极信号使其关断？
掌握GTO的几个特定参数的含义：①最大可关断阳极电流IATO；②电流关断增益。
4、GTO设置缓冲电路的目的(R、C、D电路的作用)；
5、GTR（工作在开关状态、大功率）与普通的小功率信号晶体管（工作在放大状态、小功率）的区别，什么叫GTR的二次击穿；
6、GTR对基极驱动电路的要求是什么？GTR有哪些保护电路？
7、 MOSFET的主要特点是什么？对栅极驱动电路有何要求？
8、 IGBT与MOS管相比有何异同点？（驱动控制、导通压降、开关频率）
9、试分析比较MOSFET、GTR、GTO、IGBT的优缺点 10510410310210110010-1100101102103104105f/kHzP/kWMOSFETIGBTGTRSITHMCTIGCTGTOSCR
9
10 III. 中频感应加热电源
1、微波炉与电磁炉在加热事物方面在工作原理上有何区别？
➢ 电磁炉与中频感应加热都是利用涡流反应的原理进行加热的；
微波炉----------微波炉加热实质是电介质加热（dielectric heating）
➢ 电介质加热通常用来加热不导电材料。 当高频电压加在两极板层上，就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中，介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动，从而产生热量，达到加热效果。
➢ 不能用铝锅盛装食物在电磁炉上进行加热；
➢ 微波炉不能加热金属器皿。
2、并联谐振式变频电路、串联谐振式变频电路的输出电压电流波形及其特点。
➢ 电流并联谐振电路在谐振时输出电流为方波，输出电压为准正弦波；
➢ 为了实现负载换流，要求补偿以后的总负载呈容性, 即负载电流io超前负载电压uo的变化。
11
12
IV 直流电压变换电路
1、掌握Buck型降压斩波电路、Boost型升压斩波电路的工作原理，并能默画出其拓扑；
2、理解占空比的含义和掌握脉冲宽度调制（PWM）的原理；
4、掌握根据伏秒平衡原理分析电路拓扑输入输出关系的方法
DC/DC电路的工作原理
➢ 按输入、输出有无变压器可分有隔离型(有变压器)、非隔离型(无变压器)两类。
1．非隔离型电路(不隔离就是指输入和输出共地）
➢ 若定义斩波器的占空比
(占空比也叫工作率，是指开关S闭合的持续时间在一个周期内所占的时间比率，或指高电平在一个周期之内所占的时间比率)，占空比有的书上用D来表示。
DC/DC变换电路是将一种直流电源变换为另一种直流电源的电力电子装置。常见的DC/DC变换电路有非隔离型电路、隔离型电路和软开关电路。
（1）降压斩波电路 (降压变换电路别名为“BUCK变换器”、“串联开关稳压电源” 、“三端开关型降压稳压器”) 。