[工学]电力电子装置及系统课件.doc

电力电子装置及系统 课 件 素 材 第1章 绪论 1.1 电力电子装置及系统概述 1.1.1 电力电子装置及系统的概念 图1.1电力电子装置及其控制系统 1.1.2 电力电子装置的主要类型 1.1.3 电力电子装置的应用概况 1.1.4 电力电子装置的发展前景 1.2 半导体电力电子开关器件 1.2.1 电力二极管 图1.2半导体二极管 1.2.2 晶闸管 图1.3晶闸管符号及接法 图1.4GTO的符号 1.2.3 电力晶体三极管 图1.5BJT的符号 图1.6双极性晶体管开通、关断波形 1.2.4 电力场效应晶体管 图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容 1.2.5 绝缘门极双极型晶体管IGBT 图1.8IGBT等效电路及其符号 图1.9IGBT管擎住效应原理图 *1.2.6 MCT和IGCT 图1.10MCT等效电路模型及符号 1.2.7 半导体电力开关模块和电源集成电路 图1.11IPM内部结构图 1.3 电力电子器件的应用技术 1.3.1 散热技术 图1.12稳态等效热路图 1.3.2 缓冲电路 图1.13常用的关断缓冲电路 图1.14BJT的电流、电压关断波形 图1.15常用开通缓冲电路 图1.16BJT电流、电压的开通波形 图1.17BJT开关轨迹的改变 保护技术 图1.18交流电流互感器 图1.19霍耳元件示意图 图1.20LEM的工作原理示意图 图1.21控制极保护电路 图1.22自锁式保护电路 习题及思考题 第2章 高频开关电源 2.1 高频开关电源概述 2.1.1 高频开关电源的发展状况 图2.1线性稳压电源原理图 2.1.2 高频开关电源的基本组成 图2.2各种变换拓扑电路及主要工作波形 图2.3电压模式控制原理图 图2.4电压前馈模式控制原理图 图2.5电流控制模式原理图 2.2 单端反激开关电源 2.2.1 单端反激电源的基本关系式 图2.6单端反激电源 2.2.2 自激型单端反激开关电源 图2.7自激型单端反激电路工作原理 图2.8单端自激反激开关电源的实用电路 图2.9电路实测波形 2.2.3 他激型单端反激开关电源 图2.10UC3842内部结构框图 图2.11UC3842组成的小型充电器 *2.3 高频开关变压器 2.3.1 磁性材料的基本术语和定义 图2.12磁化曲线 图2.13磁导率与温度的关系 2.3.2 开关变压器常用的磁性材料 2.3.3 高频开关电源变压器的设计原则 图2.14开关电源变压器磁滞回线 图2.15〓变压器的分布电容 2.3.4 单端反激式开关电源变压器计算 图2.16〓单端反激变换器等效电路 图2.17〓初级电感对电流、电压波形的影响 2.4 功率因数为1的高频整流器 2.4.1 非连续电流模式功率因数校正器 图2.18〓峰值电流控制原理 图2.19〓峰值电流控制模式波形 2.4.2 连续电流模式功率因数校正器 图2.20〓UC3854的控制模式电路图 图2.21〓UC3854典型应用电路原理图 三相高频整流器 图2.22〓滞后电流控制 图2.23〓单相半桥PWM高频整流器 图2.24〓各开关状态下的等效电路图 图2.25〓电路运行矢量分析 图2.26〓PWM高频整流器控制系统基本功能框图 图2.27〓SPWM高频整流器 习题及思考题 第3章逆变器 3.1 恒频恒压正弦波逆变器 3.1.1 逆变器概论 图3.1〓主电路拓扑结构 图3.2〓直流脉宽调制原理 图3.3〓两种SPWM调制模式 图3.4〓变压器的磁滞回线 图3.5〓直流不平衡的模拟补偿方法 图3.6〓抗直流偏磁数字PI控制器 3.1.2 单相恒压恒频正弦波逆变器实例 图3.7〓单相逆变器主电路原理图 图3.8〓SPWM控制电路框图 图3.9〓数字分频电路 图3.10〓标准正弦波形成电路 图3.11〓SPWM波形成电路及其波形 图3.12〓TLP250组成的驱动原理 3.1.3 三相恒压恒频正弦波逆变器 图3.13〓三相逆变系统组成原理图 图3.14〓三相SPWM系统框图 图3.15〓IR2130结构及应用电路 图3.16〓瞬时值内环反馈双环控制框图 图3.17〓单相半桥式电路 图3.18〓SPWM调制形成 图3.19〓补偿前后幅频特性示意图 图3.20〓平均值外环控制简化框图 *3.1.4 数字化波形控制技术 图3.21〓40kVA三相逆变器主电路原理图 图3.22〓逆变器的等效电路模型 图3.23〓逆变器的系统控制框图 图3.24〓电压反馈单环PID控制的逆变器系统框图 图3.25〓参数ζr、ωr、n变化时系统闭环波特图 图3.26〓单环PID控制实验波形 图3.27〓带输出电流前馈的双环控制系统框图 图3.28〓控制器与