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电力电子技术第5版pdf

电力电子技术概述电力电子器件整流电路逆变电路直流-直流变流电路交流-交流变流电路电力电子技术的应用实例contents目录

01电力电子技术概述

电力电子技术是一门研究利用半导体器件对电能进行变换和控制的学科，涉及电力、电子、控制等多个领域。自20世纪50年代晶闸管问世以来，电力电子技术经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，不断推动着电力设备的变革和进步。电力电子技术的定义与发展发展历程定义

电力电子技术的应用领域电力系统在发电、输电、配电和用电等各个环节中，电力电子技术可以提高电能质量和利用效率，实现电力系统的智能化和自动化。交通运输电动汽车、高速铁路、航空航天等领域中，电力电子技术可以提高能源利用效率和动力性能，推动交通运输的绿色化和智能化。工业自动化在工业生产过程中，电力电子技术可以实现电机的调速、节能、高精度控制等功能，提高生产效率和产品质量。新能源领域太阳能、风能等新能源的开发利用需要电力电子技术的支持，实现能源的转换、储存和并网等功能。

电力电子技术的未来趋势高性能化随着半导体器件和材料的不断进步，电力电子技术的性能将不断提高，实现更高的转换效率和更小的体积重量。智能化结合人工智能、大数据等技术，电力电子技术将实现自适应控制、故障预测等智能化功能，提高设备的运行稳定性和可靠性。绿色化环保意识的提高将推动电力电子技术向绿色化方向发展，减少对环境的影响，提高能源利用效率。集成化随着集成电路技术的不断发展，电力电子技术的集成度将不断提高，实现更小的体积和更高的可靠性。

02电力电子器件

工作原理利用PN结的单向导电性特点结构简单、价格低廉、工作可靠不可控器件

应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极电流控制其导通和关断不可控器件

承受电压和电流容量大，但控制不便特点直流电机调速、交流电机软启动等应用不可控器件

工作原理通过基极电流控制其集电极电流特点开关速度快、控制灵活，但驱动电路复杂、耐压能力低半控型器件

半控型器件应用中、小功率的开关电源、电机驱动等工作原理在门极加负脉冲使其关断

具有自关断能力，但关断增益低、驱动功率大特点高压直流输电、静止无功补偿等应用半控型器件

全控型器件利用栅源电压控制漏极电流工作原理开关速度快、输入阻抗高、驱动功率小，但耐压和耐流能力相对较低特点

VS中小功率开关电源、电机驱动、汽车电子等工作原理结合了MOSFET和GTR的优点，具有电压驱动和电流放大的特性应用全控型器件

开关速度快、耐压和耐流能力高、输入阻抗高，但价格相对较高大功率开关电源、电机驱动、新能源汽车等特点应用全控型器件

03整流电路

不可控整流电路的基本工作原理利用二极管的单向导电性实现交流电的整流。不可控整流电路的类型半波整流、全波整流和桥式整流等。不可控整流电路的特点电路简单、成本低，但输出电压波动大、效率低。不可控整流电路030201

可控整流电路的基本工作原理通过控制晶闸管的导通角来调整输出电压。可控整流电路的特点输出电压可调、效率高，但控制复杂、成本高。可控整流电路的类型单相可控整流电路和三相可控整流电路等。可控整流电路

整流电路的应用领域直流电源、电机驱动、电镀、电解等。整流电路的特点将交流电转换为直流电，具有输出电压稳定、效率高、适应性强等优点。同时，不同类型的整流电路具有各自的特点，如不可控整流电路简单成本低，可控整流电路输出电压可调等。整流电路的应用与特点

04逆变电路

有源逆变电路通过控制开关器件的通断，将直流电能转换为交流电能。其输出波形、频率和幅值均可通过控制策略进行调节。工作原理有源逆变电路的控制方式包括PWM控制、SPWM控制等，可实现输出电压波形的精确控制。控制方式有源逆变电路广泛应用于新能源发电、电动汽车、UPS等领域，实现直流电能的高效利用和转换。应用领域有源逆变电路

无源逆变电路利用二极管的单向导电性和电容的储能作用，将直流电能转换为交流电能。其输出波形和频率受负载和输入电压的影响。工作原理无源逆变电路结构简单，无需复杂的控制策略，但输出波形质量较差，且难以实现精确控制。结构特点无源逆变电路常用于一些对输出波形要求不高的场合，如小功率电源、照明等。应用领域无源逆变电路

应用领域：逆变电路在新能源发电、电动汽车、UPS、电力拖动等领域有着广泛的应用，是实现电能高效转换和利用的关键技术之一。特点：逆变电路具有以下特点能够实现直流电能与交流电能之间的转换；输出波形、频率和幅值均可通过控制策略进行调节；具有较高的转换效率和功率因数；能够实现并网运行和孤岛运行等多种工作模式。逆变电路的应用与特点

05直流-直流变流电路

降压型直流-直流变流电路主要由输入滤波器、降压变换器、输出滤波器等组成。电路拓扑工作原理控制方式降压变换器通过控制开关管的导通和关断，将输入直流电压转换为