《电力电子技术概论》课件.pptVIP

*******************电力电子技术概论本课程旨在介绍电力电子技术的基础知识，涵盖电力电子器件、电路拓扑、控制技术等。我们将学习如何将电力电子技术应用于电力系统、电源、电机驱动等领域。课程目标11.掌握电力电子技术基础了解电力电子技术基本概念、发展历史、应用领域。22.掌握电力电子器件工作原理学习二极管、晶体管、MOSFET等器件的工作原理和应用方法。33.掌握电力电子电路分析方法掌握整流、逆变、DC-DC转换等电路的分析方法。44.了解电力电子技术应用学习电力电子技术在电源变换、电机驱动、新能源等领域的应用。什么是电力电子技术电力电子技术是一门将电力信号转换为其他形式电能的技术。电力电子技术在现代电子设备中发挥着重要作用，例如电脑、手机、电动汽车等。它利用半导体器件进行电力转换，实现对电能的控制和调节。电力电子技术的应用领域十分广泛，涵盖了能源、工业、交通、通信等各个方面。它不仅能够提高能源利用效率，还能够改善电能质量，推动社会发展。电力电子器件介绍二极管二极管是一种单向导通的半导体器件，只允许电流在一个方向上流动。它主要用于整流、保护电路、检测等。晶体管晶体管是一种具有放大电流能力的半导体器件，可用于控制电流的大小。MOSFETMOSFET是一种具有高开关速度和低导通电阻的场效应晶体管，广泛应用于电源变换器和电机驱动等领域。IGBTIGBT是一种集结了双极型晶体管和MOSFET优点的器件，具有高效率、高功率密度和快速开关速度，适用于各种电力电子应用。二极管的工作原理1PN结二极管由P型半导体和N型半导体组成，中间形成PN结。2正向偏置当正向电压加在PN结两端时，PN结的势垒降低，电流可以流通。3反向偏置当反向电压加在PN结两端时，PN结的势垒增加，电流几乎无法流通。4单向导电二极管只允许电流从正向流过，而阻止电流从反向流过。二极管的分类及应用硅二极管硅二极管最常见，应用广泛。性能稳定，价格低廉。锗二极管锗二极管性能稳定，价格低廉，适用于低压电路。肖特基二极管肖特基二极管反向恢复时间短，导通压降小，适用于高速开关电路。发光二极管发光二极管将电能转换为光能，广泛应用于显示屏、照明等领域。晶体管的工作原理1PN结结构晶体管由两个PN结组成，分别是发射结和集电结。2电流放大基极电流控制着集电极电流，实现电流放大效果，实现信号的放大和控制。3三种工作模式晶体管主要有三种工作模式，分别是放大模式、饱和模式和截止模式，分别适用于不同的应用场景。开关型晶体管工作原理开关型晶体管主要用于快速切换通断状态，实现对电流的控制。当施加控制信号时，晶体管进入导通状态，电流可以流通；当控制信号消失，晶体管进入截止状态，电流无法流通。特性开关型晶体管具有快速开关速度、高效率、低功耗等特点。它们通常用于电力电子电路中，例如电源变换器、电机驱动系统等。类型常见的开关型晶体管类型包括双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。每种类型都有其独特的优势和适用场景。MOSFET的特性及应用高开关速度MOSFET具有快速开关速度，适合高速电力电子应用。低导通损耗MOSFET导通时电阻较低，降低了功率损耗。高集成度MOSFET可集成于电路板，简化了设计。广泛应用MOSFET应用于电源变换器、电机驱动、新能源等领域。电源变换器的分类交流-直流变换器(AC-DC)将交流电源转换为直流电源，例如手机充电器。直流-直流变换器(DC-DC)将直流电源转换为不同电压的直流电源，例如笔记本电脑适配器。直流-交流变换器(DC-AC)将直流电源转换为交流电源，例如太阳能逆变器。整流电路的基本原理整流电路是将交流电转换为直流电的电路。整流电路通常由二极管组成，二极管只允许电流在一个方向上流动。1交流输入输入为交流电信号2整流将交流电转换为脉动直流电3滤波滤除脉动直流电中的交流成分4直流输出输出为稳定的直流电信号整流电路在电力电子技术中非常重要，广泛应用于电源、电机驱动等领域。单相整流电路原理单相整流电路将交流电转换为直流电。通过二极管的单向导通特性，实现电流的单向流动，从而获得直流电压。类型单相整流电路主要分为半波整流和全波整流，并根据负载类型选择相应的整流电路。应用单相整流电路在电源适配器、充电器、直流电机控制系统中广泛应用。三相整流电路1桥式整流将三相交流电转换为直流电2可控整流通过控制整流元件的导通角来调节输出直流电压3脉冲整流利用脉冲宽度调制技术实