电力电子培训资料x:电力电子技术800字总结

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电力电子资料

1、分析问题常用的电路知识

1.1、欧姆定律

欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 .

欧姆定律公式： I=U/R

其中： I、U 、R —— 三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。

1.2、 KCL （基尔霍夫第一定律）

汇于节点的各支路电流的代数和等于零 , 用公式表示为 : ∑I=0 又被称作基尔霍夫电流定律 (KCL) 。

注意：参考方向

1.3、 KVL （基尔霍夫第二定律）

沿任意回路环绕一周回到出发点， 电动势的代数和等于回路各支路电阻 （包括电源的内阻在内）

和支路电流的乘积（即电压的代数和） 。

用公式表示为： ∑E=∑RI

注意：基尔霍夫电压定律 (KVL) 的正确性与各支路元件的性质无关 ,只要是集总电路 KVL 总成立。运用基尔霍夫电压定律 (KVL) 时 ,必须先设定各支路电压的参考方向

1.4、相位差

两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，

单相、三相

1.5、 SPWM

冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量作用于惯性系统时，只要它们的冲量及变量对时间的积分相等，其作用效果基本相同。

1.6、 PWM 、 PFM

脉宽宽度调制式（ PWM ）：保持开关频率不变，改变 Ton 调控输出电压。

脉冲频率调制方式（ PFM ）：保持 Ton 不变；改变开关频率调控输出电压

1.7、同名端

若电流从两组线圈的某端子流入时，所产生的磁通是相互增加的，则该两个端子为同名端。

变压器、脉冲变压器、互感器（电流、电压） 、电感线圈的连接、继电器等

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2、常用器件（其作用仅指在电力电子方面）

2.1、电阻

作用：必须得参数、放电、平衡电压

2.2、电感

作用：储能、滤波、谐振

通直流，阻交流

2.3、电容

作用：储能、滤波、谐振

通交流，阻直流

例：整流电路合闸

2.4、二极管

作用：整流、续流

2.5、三极管

作用：开关、放大

主要技术参数：最大允许反向重复峰值电压、额定电流、反向电流、开关时间、反相关断时间

用万用表测试三极管

（ 1） 判别基极和管子的类型

选用欧姆档的 R*100（或 R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两

个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测 3 次，其中

有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是 PNP型的；反之，若用

黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是 NPN型的。

（ 2）判别集电极

因为三极管发射极和集电极正确连接时 β 大（表针摆动幅度大） ，反接时 β 就小得多。因此，

先假设一个集电极，用欧姆档连接， （对 NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔） 。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。

2.6、晶闸管

作用：开关

主要技术参数：额定电压、额定电流、通态峰值电压降、浪涌电流、维持电流、擎住电流、开通时间、关断时间、额定门极触发电流、门极触发电压、断态电压临界上升率、开通电流临界上升率

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鉴别可控硅三个极的方法很简单，根据 P-N 结的原理，只要用万用表测量一下三个极之间的电

阻值就可以。

阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上，阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几

百千欧以上（它们之间有两个 P-N 结，而且方向相反，因此阳极和控制极正反向都不通） 。

控制极与阴极之间是一个 P-N 结，因此它的正向电阻大约在几欧 -几百欧的范围， 反向电阻比正

向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻断状态的，可以有比较大的电流通过，因此，有时测得控制极反向电阻比较小，并不能说明控制极特性不好。另外，在测量控

制极正反向电阻时，万用表应放在 R*10 或 R*1 挡，防止电压过高控制极反向击穿。

若测得元件阴阳极正反向已短路，或阳极与控制极短路，或控制极与阴极反向短路，或控制极与阴极断路，说明元件已损坏。

2.7、 MOSFET （绝缘栅型电力金属氧化物半导体场效应晶体管）

作用：开关

三个极：栅极 G（控制极）、漏极 D 、源极 S

主要技术参数：

除跨导 Gfs 、开启电压 UT以及 td(on) 、 tr 、td(off) 和 tf 之外还有：

漏极电压 UDS——电力 MOSFET电压定额

漏极直流电流 ID 和漏极脉冲电流幅值 IDM——电力 MOSFET电流定额

栅源电压 UGS—— UGS>20V将导致绝缘层击穿 。

极间电容——极间电容 CGS、 CGD和 CDS

2.8、 IGBT （绝缘门极双极型晶体管）

作用：开关

主要技术参数：额定电压、额定电流、开关时间，极间电容等

三个极：门极 G、发射极 E、集电极 C

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鉴别方法

用万用表 R乘 1K 档测：在检测前先将 1GBT管三只引脚短路放电（ＦＧＡ２５Ｎ１２０ AND）防

止影响检测准确度。 1 、用万用表红表笔和黑表笔分别检测 GE 及 GC两极间的正反向阻值，对于良

好的管子上述测值均为无穷大。 2、用万用表红表笔接 C 极，黑表笔接 E 极，所测值应在 3.5 — 7.5

千欧左右时所测管为内含阻尼二极管的 1GBT管，若所测阻值在 60 千欧以上则所测管内不含阻尼二

极管。

　3、若所测管三个引脚间阻值均很小，说明该管已击穿损坏。 4、若所测三个引脚电阻均为无

穷大，说明该管开路损坏。以上测值根据使用万用表型号不同，阻值可能略有差异。

2.9 、 GTO（门极可关断晶闸管）

作用：开关

其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。

符号也和 SCR 相似，只是在门极上加一短线，以示区别。

判定 GTO 的电极

将万用表拨至 R×1 档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接 G 极，红表笔接 K 极时，电阻呈

低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定 G、K 极，剩下的就是 A 极。

在检查大功率 GTO 器件时，建议在 R×1 档外边串联一节 1.5V 电池，以提高测试电压和测试电流，使 GTO 可靠地导通。

检查触发能力

将万用表拨至 R×1 档，黑表笔接 A 极，红表笔接 K 极，电阻为无穷大； 然后用黑表笔尖也同时

接触 G 极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明 GTO 已经导通；最后脱开 G 极，只

要 GTO 维持通态，就说明被测管具有触发能力。

检查关断能力

现采用双表法检查 GTO 的关断能力，表Ⅰ的档位及接法保持不变。将表Ⅱ拨于 R×10 档，红表

笔接 G 极，黑表笔接 K 极，施以负向触发信号，如果表Ⅰ的指针向左摆到无穷大位置，证明 GTO

具有关断能力。

2.10 、双向晶闸管（ TRIAC）

作用：开关

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3、基本应用

3.1、晶闸管类

3.1.1、单相半波可控整流电路

=90°时，电阻性负载的 Ud 及 Uvt 电压波形。

Ud

wt

Uvt

wt

=60°时电阻电感性负载的 Ud 及 Uvt 电压波形

Ud

wt

Uvt

wt

3.1.2 、单相桥式全控整流

电阻性负载

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A

I1

VT1 VT4'

a

相

VU1

R

n

电

源

输

VT4

VT1'

出

Ud

a 30

wt

Ud

a 60

wt

Ud

a 90

wt

电感性负载

3.1.3 三相桥式全控整流

脉冲产生的原理：

同步信号—— >方波—— >三角波—— >同给定比较—— >产生脉冲—— >脉冲分配—— >放大—— >隔离—— >驱动

A

I1

VT1

VT3

VT5

三

a

R

b

电

源

c

VU1

输

L d

出

VT4

VT6VT2

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3.2 全控器件类

3.2.1 降压斩波电路

L1

+

+

C

E

+

V G

C1

RUO

U

U

i

_

_

_

电路图

3.2.2 升压斩波电路

L1

+

+

_

C

UD

+

+

Ui

GV

C1R UO

_

E

_

3.2.3 三相逆变器

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4、注意事项

4.1、安全：人身安全（散热片） 、设备安全（示波器）

4.2、调试步骤：电源―― >控制电路―― >主电路—— >联调

4.3、控制信号和主电路信号分开走线

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