現(xiàn)代電力電子技術(shù)第1章(Introduction4h)

1、哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所現(xiàn)代電力電子技術(shù)張華強(qiáng)張華強(qiáng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）Tel:(office) Tel:(office)(home)(home) E-mail: E-mail: 哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)陳堅陳堅、康勇，、康勇，電力電子學(xué)電力電子學(xué)-電力電子變換和控制技術(shù)電力電子變換和控制技術(shù) 第三版，高等教育出版社，第三版，高等教育出版社，2011.6.1張淼，馮垛生張淼，馮垛生. 現(xiàn)代

2、電力電子技術(shù)與應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)與應(yīng)用 中國電力出版社，中國電力出版社，2011.2李李 宏，王崇武宏，王崇武 現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2楊士彥楊士彥、王明彥、王明彥等等. 現(xiàn)代電力電子技術(shù)教案現(xiàn)代電力電子技術(shù)教案 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2006.3哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所主要內(nèi)容主要內(nèi)容 DC-DCDC-DC（ACAC）變換器）變換器 AC-DCAC-DC（ACAC）變換器）變換器 PWMPWM整流與逆變技術(shù)整流與逆變技術(shù) 緩沖電路與諧振變換器緩沖電路與諧振變換器 零轉(zhuǎn)換器與軟開關(guān)技術(shù)零轉(zhuǎn)換器

3、與軟開關(guān)技術(shù) 風(fēng)力發(fā)電報告風(fēng)力發(fā)電報告哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所第第1 1章章 緒論緒論1.1 電力電子器件發(fā)展歷程電力電子器件發(fā)展歷程n 傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹n 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹1.2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)n 現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程n 現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所第第1 1章章 緒論緒論電電子子技技術(shù)術(shù)模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)信息電子技術(shù)信息電子技術(shù)信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)電力電子技

4、術(shù)電力電子技術(shù)電能變換技術(shù)電能變換技術(shù)電力器件電力器件制造技術(shù)制造技術(shù)變流電路變流電路控制技術(shù)控制技術(shù)變換電路變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)AC-DCAC-DC，DC-AC DC-AC DC-DCDC-DC，AC-ACAC-AC相位控制相位控制周波控制周波控制調(diào)制控制調(diào)制控制不控型器件不控型器件半控型器件半控型器件全控型器件全控型器件哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1.1 電力電子器件發(fā)展歷程電力電子器件發(fā)展歷程2020世紀(jì)初世紀(jì)初電子管電子管2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代年代IGBTIGBT2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代GTOGTO，GTRGTR，MOSMOS2020世紀(jì)世紀(jì)5

5、050年代年代SCRSCR現(xiàn)代電力電子技術(shù)現(xiàn)代電力電子技術(shù)逆變技術(shù)發(fā)展逆變技術(shù)發(fā)展電力電子技術(shù)誕生電力電子技術(shù)誕生整流技術(shù)發(fā)展整流技術(shù)發(fā)展電子技術(shù)電子技術(shù)誕生誕生2121世紀(jì)世紀(jì)廣泛應(yīng)用時代廣泛應(yīng)用時代哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 可控性可控性 不可控器件不可控器件, ,半控型器件半控型器件, ,全控型器件全控型器件n 控制端口信號性質(zhì)控制端口信號性質(zhì) 電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型, ,電壓驅(qū)動型電壓驅(qū)動型n 內(nèi)部導(dǎo)電載流子內(nèi)部導(dǎo)電載流子 單極型單極型, ,雙極型雙極型, ,混合型混合型1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研

6、究所1.1.功率整流管又稱為電力二極管功率整流管又稱為電力二極管, ,屬于不可控器件。屬于不可控器件。A KA K圖圖1.1.外形結(jié)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)圖圖2.2.外形結(jié)構(gòu)與符號外形結(jié)構(gòu)與符號1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -功率整流管功率整流管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2.2.靜態(tài)特性與動態(tài)特性靜態(tài)特性與動態(tài)特性圖圖4.4.動態(tài)特性（關(guān)斷）動態(tài)特性（開通）動態(tài)特性（關(guān)斷）動態(tài)特性（開通）圖圖3. 3. 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -功率整流管功率整流管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所反向重復(fù)峰值電壓反向重

7、復(fù)峰值電壓U URRM RRM 重復(fù)施加反向峰值電壓，通常是其雪崩擊穿電壓的重復(fù)施加反向峰值電壓，通常是其雪崩擊穿電壓的2/32/3。3. 3. 主要參數(shù)主要參數(shù)正向平均電流正向平均電流IF(AV) 在指定殼溫和散熱條件下長期運(yùn)行時，允許流過最大工頻在指定殼溫和散熱條件下長期運(yùn)行時，允許流過最大工頻正弦半波電流平均值，這也是標(biāo)稱額定電流參數(shù)。正弦半波電流平均值，這也是標(biāo)稱額定電流參數(shù)。正向壓降正向壓降UF 在指定溫度下，流過指定穩(wěn)態(tài)正向電流時對應(yīng)的正向壓降。在指定溫度下，流過指定穩(wěn)態(tài)正向電流時對應(yīng)的正向壓降。1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -功率整流管功率整流管哈工大（威海）自

8、動化研究所哈工大（威海）自動化研究所最高工作結(jié)溫最高工作結(jié)溫TJM 指管芯指管芯PN結(jié)在不損壞前提下承受最高平均溫度，通常在結(jié)在不損壞前提下承受最高平均溫度，通常在125-175范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。反向恢復(fù)時間反向恢復(fù)時間trr 關(guān)斷時正向電流降為零到完全恢復(fù)對反向電壓阻斷能力時間。關(guān)斷時正向電流降為零到完全恢復(fù)對反向電壓阻斷能力時間。浪涌（浪涌（Surge）電流）電流IFSM 指電力二極管承受最大連續(xù)一個或幾個工頻周期過電流。指電力二極管承受最大連續(xù)一個或幾個工頻周期過電流。1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -功率整流管功率整流管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所

9、 肖特基二極管肖特基二極管 反向恢復(fù)時間很短（反向恢復(fù)時間很短（10-40nS10-40nS），開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗比快速二），開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗比快速二極管小極管小, ,用于用于200V200V以下場合。以下場合。4. 主要類型主要類型 普通二極管普通二極管 又稱整流二極管，用于開關(guān)頻率不高（又稱整流二極管，用于開關(guān)頻率不高（1kHz1kHz以下）整流電路中。反以下）整流電路中。反 向恢復(fù)時間較長，在向恢復(fù)時間較長，在5 5 S S以上，正向電流定額和反向電壓定額分別以上，正向電流定額和反向電壓定額分別 可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上。可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上。 快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管 簡稱快

10、速二極管，反向恢復(fù)過程很短簡稱快速二極管，反向恢復(fù)過程很短, ,在在5 5 S S以下以下. .快恢復(fù)外延二極管快恢復(fù)外延二極管 反向恢復(fù)時間更短（低于反向恢復(fù)時間更短（低于50nS50nS），正向壓降低（），正向壓降低（0.9V0.9V左右），反向左右），反向 耐壓耐壓400V400V以下。以下。1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -功率整流管功率整流管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1.1.外型與電路符號外型與電路符號 圖圖5. 5. 外型與電路符號外型與電路符號 1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究

11、所哈工大（威海）自動化研究所2.2.伏安特性伏安特性 圖圖6.6.靜態(tài)伏安特性靜態(tài)伏安特性圖圖7.7.動態(tài)伏安特性動態(tài)伏安特性( (開關(guān)過程開關(guān)過程) )1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所3.3.主要參數(shù)主要參數(shù)n 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓；斷態(tài)重復(fù)峰值電壓； 反向重復(fù)峰值電壓；反向重復(fù)峰值電壓；n 通態(tài)通態(tài)( (峰值峰值) )電壓；電壓； 通態(tài)峰值電流；通態(tài)峰值電流；n 維持電流；維持電流； 擎住電流；擎住電流； 浪涌電流；浪涌電流；n 開通時間；開通時間； 關(guān)斷時間；關(guān)斷時間；n 斷態(tài)電壓臨界上升率；斷態(tài)電壓臨

12、界上升率；n 通態(tài)電流臨界上升率。通態(tài)電流臨界上升率。1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所4.4.主要派生器件主要派生器件 (1)(1)快速晶閘管快速晶閘管FSTFST n 包括快速晶閘管和高頻晶閘管，分別應(yīng)用于包括快速晶閘管和高頻晶閘管，分別應(yīng)用于400Hz400Hz和和10kH10kHZ Z以上斬波或逆變電路；以上斬波或逆變電路；n 開關(guān)時間及開關(guān)時間及du/dtdu/dt和和di/dtdi/dt耐量明顯改善：關(guān)斷時間（普耐量明顯改善：關(guān)斷時間（普通晶閘管數(shù)百微秒，快速晶閘管數(shù)十微秒，高頻晶閘管通晶閘管數(shù)

13、百微秒，快速晶閘管數(shù)十微秒，高頻晶閘管1010微秒）；微秒）；n 與普通晶閘管相比，高頻晶閘管電壓和電流定額不高；與普通晶閘管相比，高頻晶閘管電壓和電流定額不高；n 工作頻率較高，選擇快速晶閘管和高頻晶閘管通態(tài)平均工作頻率較高，選擇快速晶閘管和高頻晶閘管通態(tài)平均電流時，不能忽略其開關(guān)損耗發(fā)熱效應(yīng)。電流時，不能忽略其開關(guān)損耗發(fā)熱效應(yīng)。1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所(2)(2)雙向晶閘管雙向晶閘管TRIACTRIACn 一對反并聯(lián)聯(lián)接的普通晶閘管的集成；一對反并聯(lián)聯(lián)接的普通晶閘管的集成；n 主電極的正反兩方

14、向均可觸發(fā)導(dǎo)通。主電極的正反兩方向均可觸發(fā)導(dǎo)通。 圖圖8.8.雙向晶閘管符號和伏安特性雙向晶閘管符號和伏安特性1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所(3)(3)逆導(dǎo)晶閘管逆導(dǎo)晶閘管RCTRCT n 同一管芯：晶閘管反并聯(lián)一個二極管；同一管芯：晶閘管反并聯(lián)一個二極管； n 沒有承受反向電壓能力，用于不需要阻斷反向電壓電路；沒有承受反向電壓能力，用于不需要阻斷反向電壓電路；n 正向壓降小、關(guān)斷時間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高；正向壓降小、關(guān)斷時間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高； n 額定電流有兩個：晶閘管電流和反并聯(lián)的二

15、極管的電流。額定電流有兩個：晶閘管電流和反并聯(lián)的二極管的電流。 圖圖9.9.逆導(dǎo)晶閘管符號和伏安特性逆導(dǎo)晶閘管符號和伏安特性1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所(4)(4)光控晶閘管光控晶閘管LTTLTT n 利用一定波長的光照信號觸發(fā)導(dǎo)通；利用一定波長的光照信號觸發(fā)導(dǎo)通；n 光纜裝有作為觸發(fā)光源的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器；光纜裝有作為觸發(fā)光源的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器；n 保證主控電路的絕緣，避免電磁干擾影響；保證主控電路的絕緣，避免電磁干擾影響；n 高壓大功率場合，如高壓大功率場合，如HVDCHVDC輸電

16、和輸電和HVHV核聚變裝置占重要地位。核聚變裝置占重要地位。 圖圖10.10.光控晶閘管符號和伏安特性光控晶閘管符號和伏安特性1.1傳統(tǒng)電力電子器件介紹傳統(tǒng)電力電子器件介紹 -普通晶閘管普通晶閘管哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所圖圖11.11.發(fā)展趨勢（高電壓、大電流、低損耗、高開關(guān)頻率）發(fā)展趨勢（高電壓、大電流、低損耗、高開關(guān)頻率）1.2現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1.GTR1.GTR基本結(jié)構(gòu)和特性基本結(jié)構(gòu)和特性n 三層半導(dǎo)體材料三層半導(dǎo)體材料, ,兩個兩個PNPN結(jié)；結(jié)；PNPPNP和和NPNNPN型，常用

17、型，常用NPNNPN型；型；n 三重擴(kuò)散結(jié)構(gòu)；可靠性高，改善器件的二次擊穿特性，三重擴(kuò)散結(jié)構(gòu)；可靠性高，改善器件的二次擊穿特性，易于提高耐壓能力，并且易于耗散內(nèi)部熱量。易于提高耐壓能力，并且易于耗散內(nèi)部熱量。 圖圖12. GTR12. GTR結(jié)構(gòu)和符號結(jié)構(gòu)和符號1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2 2達(dá)林頓達(dá)林頓GTRGTRn 電流增益低給驅(qū)動電路造電流增益低給驅(qū)動電路造成負(fù)擔(dān)，達(dá)林頓結(jié)構(gòu)是提成負(fù)擔(dān)，達(dá)林頓結(jié)構(gòu)是提高電流增益的有效方式；高電流增益的有效方式；n 達(dá)林頓結(jié)構(gòu)由兩個或多個達(dá)林頓結(jié)構(gòu)由兩個

18、或多個晶體管復(fù)合而成，可以是晶體管復(fù)合而成，可以是PNPPNP型或型或NPNNPN型，其性質(zhì)由型，其性質(zhì)由驅(qū)動管決定；驅(qū)動管決定；n 達(dá)林頓達(dá)林頓GTRGTR電流增益可為電流增益可為幾十至幾千倍；幾十至幾千倍； 圖圖13. 13. 達(dá)林頓達(dá)林頓GTRGTR符號符號1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 達(dá)林頓達(dá)林頓GTRGTR開關(guān)速度慢，因為無論是開通或關(guān)斷，總是開關(guān)速度慢，因為無論是開通或關(guān)斷，總是先要先要驅(qū)動管驅(qū)動管動作，而后動作，而后輸出管輸出管才動作，開關(guān)時間長；才動作，開關(guān)時間長；n 為加快

19、為加快V2管開關(guān)速度，管開關(guān)速度，必須使必須使V2與與V1同時同時 動作。加入二動作。加入二 極管極管VD1，當(dāng)輸入信號反向關(guān)斷晶體管當(dāng)輸入信號反向關(guān)斷晶體管 時，輸入反向驅(qū)時，輸入反向驅(qū) 動信號經(jīng)動信號經(jīng)VD1加到加到V2基極，基極，VD1提供反向提供反向IB2通路，加速通路，加速 V2關(guān)斷過程。關(guān)斷過程。1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTRn 達(dá)林頓連接提高了電流增益，增加了飽和壓降；達(dá)林頓連接提高了電流增益，增加了飽和壓降；哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所3.GTR3.GTR模塊模塊n 將將GTRGTR管芯、穩(wěn)定電阻、加速二極

20、管及續(xù)流二極管等組裝管芯、穩(wěn)定電阻、加速二極管及續(xù)流二極管等組裝成一個單元，根據(jù)不同用途將幾個單元組裝在一個模塊上。成一個單元，根據(jù)不同用途將幾個單元組裝在一個模塊上。n 大大提高器件集成度，使其小型輕量，性價比大大提高。大大提高器件集成度，使其小型輕量，性價比大大提高。n 目前目前GTRGTR模塊可模塊可將多達(dá)將多達(dá)6 6個互相個互相絕緣單元電路做絕緣單元電路做在同一模塊內(nèi)，在同一模塊內(nèi)，可很方便地組成可很方便地組成三相橋。三相橋。 圖圖14. GTR14. GTR模塊等效電路模塊等效電路1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所

21、哈工大（威海）自動化研究所4.4.靜態(tài)特性與參數(shù)靜態(tài)特性與參數(shù)共射極電路輸出特性是指集電結(jié)電壓一電流特性，分共射極電路輸出特性是指集電結(jié)電壓一電流特性，分4 4個區(qū)域：阻斷區(qū)、線性區(qū)、準(zhǔn)飽和區(qū)和飽和區(qū)。個區(qū)域：阻斷區(qū)、線性區(qū)、準(zhǔn)飽和區(qū)和飽和區(qū)。 圖圖15. GTR15. GTR靜態(tài)特性靜態(tài)特性1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 阻斷區(qū)又稱截止區(qū)，類似開關(guān)處于斷態(tài)，該區(qū)阻斷區(qū)又稱截止區(qū)，類似開關(guān)處于斷態(tài)，該區(qū)基極電基極電流流為零，為零，GTRGTR承受高壓而僅有極小漏電流存在。發(fā)射結(jié)承受高壓而僅有極

22、小漏電流存在。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)處于反偏狀態(tài)。和集電結(jié)處于反偏狀態(tài)。 圖圖16. GTR16. GTR靜態(tài)特性阻斷區(qū)靜態(tài)特性阻斷區(qū)1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 線性區(qū)又稱放大區(qū)，該區(qū)域集電極電流與基極電流間呈線線性區(qū)又稱放大區(qū)，該區(qū)域集電極電流與基極電流間呈線性關(guān)系，特性曲線近似平直。集電結(jié)處于反偏而發(fā)射結(jié)改性關(guān)系，特性曲線近似平直。集電結(jié)處于反偏而發(fā)射結(jié)改為正偏狀態(tài)，為正偏狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)盡量避免工作于線性區(qū)應(yīng)當(dāng)盡量避免工作于線性區(qū)，否則功耗很大。，否則功耗很大。 圖圖17. GTR17. GTR靜

23、態(tài)特性線性區(qū)靜態(tài)特性線性區(qū)1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 準(zhǔn)飽和區(qū)指線性區(qū)與飽和區(qū)間區(qū)域，特性曲線明顯彎曲，準(zhǔn)飽和區(qū)指線性區(qū)與飽和區(qū)間區(qū)域，特性曲線明顯彎曲，該區(qū)域隨基極電流增加出現(xiàn)基區(qū)寬度該區(qū)域隨基極電流增加出現(xiàn)基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)調(diào)制效應(yīng)，電流增，電流增益開始下降，集電極電流與基極電流間不再呈線性關(guān)系，益開始下降，集電極電流與基極電流間不再呈線性關(guān)系，仍保持集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏。仍保持集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏。 圖圖18. GTR18. GTR靜態(tài)特性準(zhǔn)飽和區(qū)靜態(tài)特性準(zhǔn)飽和區(qū)1.2 現(xiàn)代電力電

24、子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 飽和區(qū)特征類似開關(guān)處于接通情況，該區(qū)域基極電流變飽和區(qū)特征類似開關(guān)處于接通情況，該區(qū)域基極電流變化時集電極電流不隨變化，電流增益與導(dǎo)通電壓均很小?；瘯r集電極電流不隨變化，電流增益與導(dǎo)通電壓均很小。GTRGTR發(fā)射結(jié)和集電結(jié)處于正偏狀態(tài)。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)處于正偏狀態(tài)。 圖圖19. GTR19. GTR靜態(tài)特性飽和區(qū)靜態(tài)特性飽和區(qū)1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2.GTR2.GTR動態(tài)特性

25、與參數(shù)動態(tài)特性與參數(shù)n GTRGTR常工作于開關(guān)狀態(tài)，用常工作于開關(guān)狀態(tài)，用導(dǎo)通、截止、開通、關(guān)斷導(dǎo)通、截止、開通、關(guān)斷表示。表示。n 導(dǎo)通和截止表示導(dǎo)通和截止表示GTRGTR接通和斷開兩種穩(wěn)定工作狀態(tài)，開通接通和斷開兩種穩(wěn)定工作狀態(tài)，開通和關(guān)斷表示和關(guān)斷表示GTRGTR由斷到通或由通到斷動態(tài)工作狀況。由斷到通或由通到斷動態(tài)工作狀況。1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n PNPN結(jié)承受結(jié)承受正偏正偏時表現(xiàn)為兩個電容：時表現(xiàn)為兩個電容：勢壘電容和擴(kuò)散電容；勢壘電容和擴(kuò)散電容；n PNPN結(jié)承受反偏時只

26、表現(xiàn)為勢壘電容；結(jié)承受反偏時只表現(xiàn)為勢壘電容；n 穩(wěn)態(tài)時，這些電容對穩(wěn)態(tài)時，這些電容對GTRGTR特性無影響；特性無影響；n 瞬態(tài)時，因電容充放電作用影響瞬態(tài)時，因電容充放電作用影響GTRGTR開關(guān)特性。為降低導(dǎo)開關(guān)特性。為降低導(dǎo)通時功率損耗，常采用過驅(qū)動方法，使基區(qū)積累大量過剩通時功率損耗，常采用過驅(qū)動方法，使基區(qū)積累大量過剩載流子，關(guān)斷時這些過剩載流子的消散嚴(yán)重影響關(guān)斷時間。載流子，關(guān)斷時這些過剩載流子的消散嚴(yán)重影響關(guān)斷時間。1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 工作過程分為開通過程，工作過程分

27、為開通過程，導(dǎo)通狀態(tài)，關(guān)斷過程和阻導(dǎo)通狀態(tài)，關(guān)斷過程和阻斷狀態(tài)斷狀態(tài)4 4個階段。個階段。n 在開通與關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換過在開通與關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，程中，GTRGTR工作點盡量避工作點盡量避開或盡快通過其伏安特性開或盡快通過其伏安特性線性工作區(qū)，以減小功耗。線性工作區(qū)，以減小功耗。n 開通時間開通時間t tonon對應(yīng)對應(yīng)GTRGTR由截由截止到飽和的開通過程，關(guān)止到飽和的開通過程，關(guān)斷時間斷時間t toffoff對應(yīng)對應(yīng)GTRGTR由飽和由飽和到截止的關(guān)斷過程。到截止的關(guān)斷過程。 圖圖20. GTR20. GTR開通關(guān)斷過程開通關(guān)斷過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體

28、管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所開通時間開通時間t ton on ，包括延遲時間包括延遲時間t td d和上升時間和上升時間t tr r。關(guān)斷時間關(guān)斷時間t toffoff，包括存儲時間包括存儲時間t ts s和下降時間和下降時間t tf f。1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所延遲時間延遲時間t td d： 從輸入基極電流正跳變從輸入基極電流正跳變瞬時開始，到集電極電瞬時開始，到集電極電流上升到最大（穩(wěn)態(tài)）流上升到最大（穩(wěn)態(tài)）值值1010所需時間叫延遲所需時間叫

29、延遲時間，它相應(yīng)于基極電時間，它相應(yīng)于基極電流向發(fā)射結(jié)電容充電過流向發(fā)射結(jié)電容充電過程，延遲時間的大小取程，延遲時間的大小取決于發(fā)射結(jié)勢壘電容的決于發(fā)射結(jié)勢壘電容的大小、初始正向驅(qū)動電大小、初始正向驅(qū)動電流和上升率以及跳變前流和上升率以及跳變前反向偏置電壓大小。反向偏置電壓大小。 圖圖21. GTR21. GTR開通關(guān)斷過程開通關(guān)斷過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所 上升時間上升時間trtr： 集電極電流由穩(wěn)態(tài)值集電極電流由穩(wěn)態(tài)值的的1010上升到上升到9090所所需的時間叫做上升時需的時間叫做

30、上升時間，它與過驅(qū)動系數(shù)間，它與過驅(qū)動系數(shù)及穩(wěn)態(tài)電流值有關(guān)，及穩(wěn)態(tài)電流值有關(guān)，過驅(qū)動系數(shù)越大，上過驅(qū)動系數(shù)越大，上升時間越短；穩(wěn)態(tài)值升時間越短；穩(wěn)態(tài)值越小，上升時間越短。越小，上升時間越短。 圖圖22. GTR22. GTR開通關(guān)斷過程開通關(guān)斷過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所存儲時間存儲時間t tS S： 從撤消正向驅(qū)動信號到集從撤消正向驅(qū)動信號到集電極電流下降到最大（穩(wěn)電極電流下降到最大（穩(wěn)態(tài)）值態(tài)）值9090所需時間為存所需時間為存儲時間，它隨過驅(qū)動系數(shù)儲時間，它隨過驅(qū)動系數(shù)增加而增加，隨

31、反向驅(qū)動增加而增加，隨反向驅(qū)動電流增加而減小。存貯時電流增加而減小。存貯時間對應(yīng)過剩載流子從體內(nèi)間對應(yīng)過剩載流子從體內(nèi)抽走過程，想降低抽走過程，想降低t tS S應(yīng)使應(yīng)使GTRGTR工作于準(zhǔn)飽和區(qū)。工作于準(zhǔn)飽和區(qū)。 圖圖23. GTR23. GTR開通關(guān)斷過程開通關(guān)斷過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率晶體管功率晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所下降時間下降時間t tf f：n 集電極電流由其最大值集電極電流由其最大值9090下降到下降到1010所需的時間稱為所需的時間稱為下降時間，它主要取決于結(jié)下降時間，它主要取決于結(jié)電容和正向集電極電流

32、。電容和正向集電極電流。n 一般開通時間為納秒級，比一般開通時間為納秒級，比關(guān)斷時間小得多，手冊一般關(guān)斷時間小得多，手冊一般不給出該參數(shù)。關(guān)斷時間數(shù)不給出該參數(shù)。關(guān)斷時間數(shù)值都在微秒數(shù)量級。為縮短值都在微秒數(shù)量級。為縮短關(guān)斷時間可采取以下措施：關(guān)斷時間可采取以下措施：選擇電流增益小的器件，防選擇電流增益小的器件，防止深飽和，增加反向驅(qū)動電止深飽和，增加反向驅(qū)動電流。流。 圖圖24. GTR24. GTR開通關(guān)斷過程開通關(guān)斷過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率場效應(yīng)晶體管功率場效應(yīng)晶體管GTR哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1. MOSFET1. MO

33、SFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號 D:D:漏極；漏極；S:S:源極；源極；G:G:柵極柵極圖圖25. MOSFET25. MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率場效應(yīng)晶體管功率場效應(yīng)晶體管MOSFET哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2.2.開關(guān)過程開關(guān)過程 圖圖26. MOSFET26. MOSFET開關(guān)過程開關(guān)過程1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 -功率場效應(yīng)晶體管功率場效應(yīng)晶體管MOSFET哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n 四層結(jié)構(gòu)：四層結(jié)

34、構(gòu)：PNPNPNPN；n 三端器件：三端器件：A-A-陽極，陽極，G-G-門極，門極，K-K-陰極；陰極；n 多元集成：多個共陽極的多元集成：多個共陽極的GTOGTO元。元。 圖圖27. GTO27. GTO內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電路符號1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2.GTO 2.GTO 開通原理開通原理正向陽極電壓正向陽極電壓+ +正向門極電壓正向門極電壓- I IG GI IC2C2I IA AI IC1C1 _ 圖圖28. GTO28. GTO開通原理開通原理1.2 現(xiàn)代電力

35、電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所3.GTO3.GTO關(guān)斷原理關(guān)斷原理n GTOGTO導(dǎo)通時，導(dǎo)通時，電流增益電流增益 1 1遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于 2 2，兩者之和稍大于，兩者之和稍大于1 1，T1T1集電極電流占總陽極電流比例很小。集電極電流占總陽極電流比例很小。設(shè)法抽走該電流，設(shè)法抽走該電流，即可關(guān)斷即可關(guān)斷GTOGTO；n 門極負(fù)偏壓使門極負(fù)偏壓使T2T2基極電流減小，集電極電流隨之減小，基極電流減小，集電極電流隨之減小，引起引起T1T1集電極電流下降，導(dǎo)致集電極電流下降，導(dǎo)致T2T2基極電流進(jìn)一步下降，基極電

36、流進(jìn)一步下降，如此循環(huán)，使如此循環(huán)，使GTOGTO關(guān)斷。關(guān)斷。 圖圖29 a) GTO29 a) GTO關(guān)斷電路及電流波形關(guān)斷電路及電流波形1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所4.4.緩沖電路結(jié)構(gòu)緩沖電路結(jié)構(gòu) 圖圖29 b) GTO29 b) GTO斬波器斬波器1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所5.5.理想的門極控制信號波形理想的門極控制信號波形 圖圖30. GTO30. GTO門極控制信號及推

37、薦波形門極控制信號及推薦波形1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1.1.工作原理工作原理n 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :以以GTRGTR為主導(dǎo)元件為主導(dǎo)元件,MOSFET,MOSFET為驅(qū)動元件達(dá)林頓結(jié)構(gòu)；為驅(qū)動元件達(dá)林頓結(jié)構(gòu)；n N N溝道與溝道與P P溝道；溝道；G-G-門極門極,C-,C-集電極集電極,E-,E-發(fā)射極。發(fā)射極。 圖圖31.IGBT31.IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研

38、究所哈工大（威海）自動化研究所n 門極電壓控制門極電壓控制IGBTIGBT的開通和關(guān)斷；的開通和關(guān)斷；n 門極施以正電壓門極施以正電壓,MOSFET,MOSFET內(nèi)形成溝道內(nèi)形成溝道, ,并為并為PNPPNP晶體管提供晶體管提供基極電流基極電流, ,使使IGBTIGBT導(dǎo)通；導(dǎo)通；n 門極施以負(fù)電壓門極施以負(fù)電壓,MOSFET,MOSFET內(nèi)溝道消失內(nèi)溝道消失,PNP,PNP晶體管基極電流晶體管基極電流被切斷被切斷,IGBT,IGBT即為關(guān)斷。即為關(guān)斷。1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研

39、究所 圖圖32.IGBT32.IGBT封裝結(jié)構(gòu)和電路原理圖封裝結(jié)構(gòu)和電路原理圖1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2.2.驅(qū)動條件驅(qū)動條件 圖圖33. IGBT33. IGBT通態(tài)電壓與門極電壓關(guān)系曲線通態(tài)電壓與門極電壓關(guān)系曲線1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所3.3.應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 圖圖34. IGBT34. IGBT通態(tài)電壓與門極電壓關(guān)系曲線通態(tài)電壓與門極電壓關(guān)系曲線1

40、.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所4.4.驅(qū)動波形驅(qū)動波形 圖圖35. IGBT35. IGBT驅(qū)動波形驅(qū)動波形1.2 現(xiàn)代電力電子器件介紹現(xiàn)代電力電子器件介紹 - 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBT哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所現(xiàn)代電力電子變換技術(shù)現(xiàn)代電力電子變換技術(shù)相控整流技術(shù)相控整流技術(shù)交交變頻技術(shù)交交變頻技術(shù)斬波技術(shù)斬波技術(shù)逆變技術(shù)逆變技術(shù)同步整流技術(shù)同步整流技術(shù)多電平，多電平，SVPWMSVPWM技術(shù)技術(shù)PWMPWM整流技術(shù)整流技術(shù)矩陣變換技術(shù)矩陣

41、變換技術(shù)1.2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)-利用電力電子器件對電能進(jìn)行利用電力電子器件對電能進(jìn)行 ( (二二 次次) )控制與轉(zhuǎn)換的技術(shù)。控制與轉(zhuǎn)換的技術(shù)。技術(shù)內(nèi)容：技術(shù)內(nèi)容： 器件、變換電路器件、變換電路 控制策略?？刂撇呗?。電電子子控控制制電電力力電電力力電電子子（器器件件和和電電路路）（設(shè)設(shè)備備和和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)）（連連續(xù)續(xù)和和離離散散） 技術(shù)定位：技術(shù)定位： 電力、電子和控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域電力、電子和控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域 之間的交叉、綜合性學(xué)科。之間的交叉、綜合性學(xué)科。技術(shù)目的：技術(shù)目的： 節(jié)

42、能，降低損耗，節(jié)能，降低損耗， 提高生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-內(nèi)容、目的、定位內(nèi)容、目的、定位2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué)半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué): n 1947年晶體管誕生；年晶體管誕生；n 1956年晶閘管問世。年晶閘管問世。 微微 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)-信息處理信息處理 特點：集成規(guī)模、功能特點：集成規(guī)模、功能 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)-電能控制與轉(zhuǎn)換電能控制與轉(zhuǎn)換 特點：器件，功率、性能提高特點：器件，功率、性能提高兩兩 個個 方方 向向器件是改朝換代的領(lǐng)袖，是電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)。器件是改朝換代

43、的領(lǐng)袖，是電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)。現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-兩個方向兩個方向2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所兩兩 個個 階階 段段 傳統(tǒng)階段傳統(tǒng)階段（5780）：）：SCR家族家族，應(yīng)用電路相當(dāng)成熟。，應(yīng)用電路相當(dāng)成熟。 快速快速KK、逆導(dǎo)、逆導(dǎo)RCT、雙向、雙向TRIAC、不對稱、不對稱ASCR等。等。 現(xiàn)代階段現(xiàn)代階段（80 ）：）：全控家族全控家族，電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展迅速電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展迅速。 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO、功率晶體管、功率晶體管GTR(BJT) 功率場效應(yīng)管功率場效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵極晶體管、絕緣柵極晶體管IGBT

44、(IGCT) 靜電感應(yīng)晶體管靜電感應(yīng)晶體管SIT、靜電感應(yīng)晶閘管、靜電感應(yīng)晶閘管SITH 場控晶閘管場控晶閘管MCT等。等。全控器件全控器件電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展30kHz現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-兩個階段兩個階段2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所電子技術(shù)的發(fā)展依賴于電子器件的發(fā)展；電子技術(shù)的發(fā)展依賴于電子器件的發(fā)展；電子器件的發(fā)展方向電子器件的發(fā)展方向： 大容量化、高頻化、集成化、智能化。大容量化、高頻化、集成化、智能化。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-電子器件發(fā)展方向電子器件發(fā)展方向2.1哈工大（威海）自動化研究

45、所哈工大（威海）自動化研究所電力技術(shù)的發(fā)展依賴于發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)電力技術(shù)的發(fā)展依賴于發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)和配電系統(tǒng)的電子電路；和配電系統(tǒng)的電子電路；電子電路的發(fā)展方向電子電路的發(fā)展方向： 形式弱電化、速度高頻化、動作軟開關(guān)化。形式弱電化、速度高頻化、動作軟開關(guān)化。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-電子電路發(fā)展方向電子電路發(fā)展方向2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所電力電子變換技術(shù)由電氣、控制和計算機(jī)學(xué)科綜合成一個交電力電子變換技術(shù)由電氣、控制和計算機(jī)學(xué)科綜合成一個交叉學(xué)科；叉學(xué)科；控制技術(shù)的發(fā)展方向控制技術(shù)的發(fā)展方向： 控制信號數(shù)字化、控制過程智

46、能化。控制信號數(shù)字化、控制過程智能化?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-控制技術(shù)發(fā)展方向控制技術(shù)發(fā)展方向2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所相關(guān)課程相關(guān)課程1 1、電力電子器件的建模與仿真、電力電子器件的建模與仿真2 2、諧振變換技術(shù)、諧振變換技術(shù)3 3、開關(guān)電源的原理與設(shè)計、開關(guān)電源的原理與設(shè)計課程特點課程特點1 1、強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ) 2 2、注重實踐、注重實踐 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域1 1、開關(guān)型電力電子變換電源、開關(guān)型電力電子變換電源2 2、開關(guān)型電力電子補(bǔ)償控制器、開關(guān)型電力電子補(bǔ)償控制器現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展過程-課程特點課程特點

47、2.1哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所1 1、線性晶體管串聯(lián)式穩(wěn)壓電源、線性晶體管串聯(lián)式穩(wěn)壓電源 電壓調(diào)節(jié)范圍小電壓調(diào)節(jié)范圍小 損耗大、效率低損耗大、效率低 工頻變壓器大工頻變壓器大驅(qū)動誤差放大AC220VUzUoRLUiUceIo 有電磁隔離有電磁隔離tUououce 圖圖37.37.線性晶體管串聯(lián)式穩(wěn)壓電源線性晶體管串聯(lián)式穩(wěn)壓電源現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所2 2、斬波式穩(wěn)壓電源（無濾波）、斬波式穩(wěn)壓電源（無濾波） 無變壓器無變壓器 電壓調(diào)節(jié)范圍大電壓調(diào)節(jié)范圍大 損耗小、效率

48、高損耗小、效率高 無電磁隔離無電磁隔離 輸出脈動大、輸出脈動大、 電壓尖峰電壓尖峰TiiONOODUUTtdtuTU01tUouotONtOFFRLAC220VUiUo 圖圖38.38.斬波式穩(wěn)壓電源（無濾波）斬波式穩(wěn)壓電源（無濾波）現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所3、斬波式穩(wěn)壓電源（、斬波式穩(wěn)壓電源（LC濾波）濾波）tUouoUoRLAC220VUiLDC2C1 無變壓器無變壓器 電壓調(diào)節(jié)范圍大電壓調(diào)節(jié)范圍大 損耗小、效率高損耗小、效率高 無電磁隔離無電磁隔離 輸出脈動小輸出脈動小 圖圖39.39.斬

49、波式穩(wěn)壓電源（斬波式穩(wěn)壓電源（LCLC濾波）濾波）現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所4 4、半橋斬波式穩(wěn)壓電源（高頻隔離）、半橋斬波式穩(wěn)壓電源（高頻隔離）電力電子技術(shù)：分解電力電子技術(shù)：分解重新整合重新整合TUoS2S1Ui /2Ui /2AC220VD1D2U4.44fsNBmS 圖圖40.40.半橋斬波式穩(wěn)壓電源（高頻隔離）半橋斬波式穩(wěn)壓電源（高頻隔離）現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所5 5、工業(yè)加熱電源、工業(yè)

50、加熱電源n利用渦流熱效應(yīng)進(jìn)行加熱利用渦流熱效應(yīng)進(jìn)行加熱-感應(yīng)加熱；感應(yīng)加熱；nIGBTIGBT逆變器可在幾十逆變器可在幾十kHkHZ Z頻段頻段, ,特別適用于中頻感應(yīng)加熱；特別適用于中頻感應(yīng)加熱；n高頻斬波使濾波器尺寸??；高頻斬波使濾波器尺寸小；n準(zhǔn)諧振工作狀態(tài)。準(zhǔn)諧振工作狀態(tài)。 圖圖41.41.并聯(lián)諧振電源主電路并聯(lián)諧振電源主電路現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所6 6、逆變弧焊電源、逆變弧焊電源nIGBTIGBT逆變器工逆變器工作頻率為作頻率為30kH30kHZ Zn電弧燃燒時電弧燃燒時, ,采用恒

51、流控制采用恒流控制nI IC C: :電流門限電流門限n電壓檢測過流電壓檢測過流保護(hù)保護(hù) 圖圖42.IGBT42.IGBT逆變弧焊電源逆變弧焊電源現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所7 7、不間斷電源、不間斷電源n逆變器交流側(cè)濾波逆變器交流側(cè)濾波由變壓器漏感和交由變壓器漏感和交流電容組成；流電容組成；n采用測量參數(shù)控制采用測量參數(shù)控制濾波器輸出電壓和濾波器輸出電壓和輸出電流。輸出電流。 圖圖43.IGBT43.IGBT不間斷電源不間斷電源現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用實例應(yīng)用實例2.

52、2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所現(xiàn)代電力電子現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域家用電器家用電器電氣傳動電氣傳動特種電源特種電源交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域2.2哈工大（威海）自動化研究所哈工大（威海）自動化研究所n 調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、軋機(jī)、機(jī)車牽引、電梯、傳動、空調(diào)風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、軋機(jī)、機(jī)車牽引、電梯、傳動、空調(diào)n 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)機(jī)器人、數(shù)控加工機(jī)器人、數(shù)控加工n 有源逆變有源逆變電氣傳動系統(tǒng)的制動電氣傳動系統(tǒng)的制動n 直流斬波直流斬波高性能直流傳動系統(tǒng)。高性能直流傳動系統(tǒng)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究內(nèi)容-電氣傳動