全电力电子技术课件西交大王兆安版.pptVIP

*****************课程简介电力电子技术的核心这门课程将深入探讨电力电子技术的核心原理、应用和必威体育精装版发展趋势。涵盖广泛的领域课程内容涵盖电力电子器件、电路拓扑、控制策略、电能质量、可靠性设计等。理论与实践相结合通过课堂教学、案例分析、实验操作等多种方式，帮助学生掌握理论知识并具备实际应用能力。未来发展方向课程将介绍新能源、智能电网、电动汽车等领域中电力电子技术的前沿应用。课程学习目标掌握电力电子技术基础理论理解电力电子器件的工作原理和特性，以及电力电子转换电路的基本结构和工作原理。掌握电力电子系统的分析和设计方法能够运用电力电子技术理论分析和设计各种电力电子系统，例如直流-直流变换器、直流-交流变换器、交流-交流变换器等。掌握电力电子技术实验技能能够独立完成电力电子系统的搭建、调试和测试，以及故障分析和排除。了解电力电子技术的应用领域了解电力电子技术在电力系统、电机控制、新能源、电力电子器件等领域的应用现状和发展趋势。课程大纲1电力电子器件二极管和可控硅功率晶体管MOSFET和IGBT2电力电子转换系统直流-直流变换器直流-交流变换器交流-交流变换器3控制技术前馈控制原理PWM控制技术电压模式控制电流模式控制4电力电子系统建模和分析稳定性分析滤波电路设计电磁兼容性分析5应用和发展电能质量问题功率半导体开关的损耗热管理和散热设计可靠性设计必威体育精装版技术发展趋势电力电子技术发展历程1现代电力电子技术功率半导体器件、数字控制、智能化2第二代电力电子技术晶闸管、功率晶体管、PWM控制3第一代电力电子技术真空管、磁放大器、模拟控制电力电子技术从最初的真空管时代发展到如今的智能化阶段，经历了三个主要阶段。每个阶段都伴随着新的器件和控制技术的出现，并推动着电力电子技术的不断进步。电力电子器件基本概念定义电力电子器件是用来控制和转换电能的半导体器件。它们可以实现电压、电流、频率和相位的转换，从而实现能量的有效利用和控制。分类电力电子器件可以分为两大类：二极管和晶体管。二极管是一种单向导通器件，而晶体管则是一种双向导通器件，可以用于控制电流的流动。特性电力电子器件的特性包括：导通电压、导通电流、开关速度、功率损耗和工作温度等。这些特性直接影响器件的性能和应用范围。应用电力电子器件广泛应用于各种电力电子系统中，例如电源、电机驱动、电力系统控制等。二极管和可控硅11.二极管单向导电元件，常用在整流、开关和保护电路中，可分为普通二极管、肖特基二极管和稳压二极管。22.可控硅双向导电元件，可由控制信号控制其导通和关断，常用于电力电子领域，可调节直流电压和电流。33.特性比较二极管结构简单，导通电压低，电流容量小；可控硅结构复杂，导通电压高，电流容量大，可控性强。功率晶体管结构功率晶体管通常由基极、发射极和集电极组成，它们通过半导体材料连接。应用功率晶体管在电力电子系统中广泛应用，如直流-直流转换器、直流-交流转换器等。封装功率晶体管有多种封装类型，例如TO-220、TO-3P、TO-247等，不同的封装类型具有不同的散热性能和电流容量。MOSFET和IGBTMOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管，结构简单，开关速度快，驱动功率低。广泛应用于低压、中功率场合，如电源转换、电机控制等。IGBT绝缘栅双极型晶体管，兼具MOSFET的高输入阻抗和BJT的高电流能力。应用于高压、大功率场合，如电力拖动、新能源汽车等。电力电子转换系统分类直流-直流变换器将直流电压转换为另一直流电压。交流-直流变换器将交流电压转换为直流电压。直流-交流变换器将直流电压转换为交流电压。交流-交流变换器将交流电压转换为另一交流电压。直流-直流变换器DC-DC变换器将直流电压转换成另一种直流电压。类型降压型升压型隔离型应用计算机手机电动汽车优势效率高，体积小，控制方便。驱动电路设计驱动信号提供合适的驱动信号，例如开关信号、电压信号或电流信号，以控制电力电子器件的导通和关断。功率放大放大驱动信号，使其具有足够的功率，驱动电力电子器件。隔离保护隔离驱动电路与被驱动电路，防止高压或高电流损害驱动电路。过流保护防止驱动电路过流损坏，通常使用保险丝或过流保护器。反激式变换器1工作原理反激式变换器采用变压器进行能量传递，通过开关控制能量存储在变压器磁芯中，然后在开关关闭后释放到负载。2优点反激式变换器具有结构简单、成本低廉、效率高的优点，适用于低功率应用场景。3应用广泛应用于计算机电源、手机