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电力电子技术课件.


电子技术是与电子 器件、电子电路以及由 各种电子电路组成的电 子设备和系统有关的科 学技术。
Power Electronics
第一章 电力电子变换与控制导论
第二节
电力电子变换与控制技术的经济意义
几个实例: 1. 风机、水泵负载;
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第一章 电力电子变换与控制导论 2. 电气照明;
K
也被定VF 0
重复峰值电压 VRRM 。
二极管伏—安特性曲线
VRR(VRRM)应小于二极管的反向击穿电压。
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第二章 半导体电力开关器件
2. 额定电流 IFR : 定义为其额定发热所允许的正弦半波电流的平均值 。
IFR 1 T
0
T 2
Im Sin(t ) dt 1 2
t )d( t ) 1 I m I Sin ( m
0

3. 最大允许的全周期均方根正向电流 IFrms 。
I Frms 1 2

0
Im Sin2 td(t ) 1 Im 2
2
当二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR 时,与其发热等效 的全周期均方根正向电流为IFrms 。
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第一章 电力电子变换与控制导论 3. 减少变压器损耗;
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第一章 电力电子变换与控制导论 4. 电气传动;
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第一章 电力电子变换与控制导论
5. 直流输电
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第一章 电力电子变换与控制导论
IB 0 , VCE VCC , IC ICE0 0 截止区:
IC
I II
IB=0.6A IB=0.4A IB=0
IV
III
线性放大区: IC IB
准饱和区: IC ICM 饱和区: IB IB1
ICM
0
VCEM VCE0
VCE

, IC 不受IB 控制
电力电子技术中三极管主要工作在截止(关断)和 饱和(导通)这两个工作区。
VCE 增大时,输入特性向右
移动,当VCE >2V 后,VCE 的数 值对输入特性的影响很多小。 实际中VBE 约1V 左右。
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IB VCE=0V VCE =1V 0 VBE
第二章 半导体电力开关器件
2. 输出特性:IC = f(VCE ),当IB = 常数;
四个工作区:
第三节 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法
交流 电源 AC 1整流器 DC 恒定直流电压或 可控直流电压 DC 直 流 负 载
DC
3 直流斩波器
直流 电源
DC
2逆变器
AC 恒频恒压交流或 变频变压交流电 AC
AC
4交流斩波器 5 直接变频器
交 流 负 载
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第二章 半导体电力开关器件
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第二章 半导体电力开关器件
6. 安全工作区:
三极管在开通、导通、关断、截止各运行工作情况下所承受
的电压VCE 、电流iC及相关的稳态和动态功耗都不应超过产品手
册中给出的安全工作允许值。
300 150 2 10 2.5 1 0.5 0.3 1. PW 2. PW 3. PW 4. DC JC 25 s 4 1 ms 10 ms 25 C V CE(V) 500 800 RFSOA 3 IC (A) 1
2. 集电极额定电流(最大允许电流)ICM: 在规定功耗和散热条件下, 值不低于规定值时 的最大允许集电极电流。 3. 饱和压降:
1~1.5V,随IC 的上升而增大。
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第二章 半导体电力开关器件 4. 基极最大允许电流IBM: 通常IBM = (0.1~0.5) ICM 。 5. 开通时间(ton ): 三极管从断态加驱动信号起到等效电阻为零的通态止 所经历的时间; 关断时间(toff ): 从通态取消驱动信号起到等效电阻为无穷大的断态止 所经历的时间
I Frms I FR 1. 57I FR 2
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第二章 半导体电力开关器件
二、电力二极管的主要应用
1. 整流:
VDC D1 VS
+
2. 续流:
S
D3 R
VS i
L D R
D2
D4
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第二章 半导体电力开关器件
第二节 双极结型电力晶体管 BJT
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第一章 电力电子变换与控制导论
第一章
第一节
电力电子变换与控制导论
电力电子学科的形成
电力电子技术是一门综合了电力技术、电子技术和控制 技术的一门新型交叉学科。
电力技术 电子技术
电力技术是一门 涉及发电、输电、变 电、配电及电力应用 的科学技术。
电力 电子技术 控制技术
电力电子技术
电子信息系 高满茹
第一讲
sftyikun@
本课程是考查课,成绩评定方法:平时成绩 40%,期末考试 60%。 平时成绩包括作业成绩(25%),考勤(5%),回答问题及课堂表现(10%)。 答疑时间:每周一、二、五 答疑地点:1号楼,三层1305, 电话号码64249403 邮箱sftyikun@
第二章
半导体电力开关器件
第一节 电力二极管
A
用于电力变换和电力控制电路的半导体二 极管,其电压、电流的额定值都比较高,因而
K
称之为半导体电力二极管。
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第二章 半导体电力开关器件
一、电力二极管使用特性和准则的几个重要参数:
A
IF
理论 实际
1. 二极管的额定电压VRR 。
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第二章 半导体电力开关器件
三、电力三极管使用参数和使用特性:
1. 集电极额定电压VCEM: 集—射极间正向转折击穿电压,简称集—射击穿电压(BV)。
其值的大小与基极状态有关。
基极反偏BVCEX > 基极短路BVCES > 基极正偏BVCER > 基极开路BVCEO
C
N2 J1 J2
C
P
C
P2 J1 J2
C B E
B
B E
B
N P1
N1
E
E
NPN 管
PNP 管
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第二章 半导体电力开关器件
一、三极管的电流控制作用:
IC RB IB VBE B
C E
IC × I B 电流控制电流源器件
二、静特性:
RC VCC
1. 输入特性:IB = f (VBE ),当VCE = 常数;
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