电力电子装置最后一节课给的

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1、电力电子装置PowerConverters主讲：万蕾迎电力电子技术回顾一、电力电子技术的外延与内涵从外延上看电力电子技术定义利用半导体电力开关器件组成电力开关电路，利用晶体管集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适时的控制，可以经济有效的实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。电力电子技术的内涵应用大功率电力电子开关器件实现电能的变换和控制有什么特点？有什么优点？二、电力电子技术的研究内容1、从技术层面看电力电子技术的研究内容（1）拓扑结构研究如何

2、实现希望的电能变换各种电力电子器件的应用和连接结构如何提高变换器的性能多种电路方案的性能比较研究如何提高变换器的效率软开关、新结构如何提高变换器的功率器件串、并联电路串、并联多相多重多电平（2）控制技术研究如何产生电路希望的控制信号模拟PWM信号数字PWM信号如何提高变换器的性能模型的建立静态指标、动态指标稳定性分析与校正如何提高变换器的效率新的PWM信号如何实现智能化数字化、网络化（3）电磁兼容研究如何减小干扰源开关电源产生电磁干扰的机理缓冲、吸收软开关如何减小耦合途径滤波、屏蔽、布线、布局敏感对象对干扰的敏感度噪声和电磁波

3、对设备影响研究（4）装置与系统新的应用领域如何用现有电路组合或设计新的电路以适应新领域的应用要求新的设计与制造思路和技术冗余、集成、模块化复杂系统问题系统的最优结构与协调运行其他问题故障监测与诊断经济性、可靠性功率因数校正2、从应用层面看电力电子技术的研究内容开关型电力电子电源开关型电力电子补偿控制器光伏发电系统风力发电开关型电力电子补偿控制器谐波电压、电流补偿器无功功率补偿器有功功率补偿器阻抗补偿控制器节点电压控制器瞬变电压控制器第一章绪论器件、高频化、集成模块化三大技术。趋向理想化、微型化、可靠性。1、课程简介（电力变流器

4、）（1）装置：满足一定功能要求的，可以独立使用的器具，如果具有商业价值，可成为产品或商品。90%的电能经过变换后使用。电力电子技术为电力工业的发展和电力应用的改善提供先进技术，核心是电能形式的变换和控制，通过电力电子装置实现应用。（2）电力电子装置：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。电力电子装置电力电子装置控制系统电力电子装置和负载组成的闭环系统在设计电路参数时，必须考虑负载因素（功率、特性等）电力电子装置的发展三大特征：电力半导体器件、高

5、频化和软开关技术、电力电子系统的集成技术。（1）1960-2000年，电力半导体器件从双极型发展为MOS型器件，改进了电力电子变换器的性能，使电力电子系统可能实现高频化，大幅度降低导通损耗，电路更简单。（2）1980-2000年，高频化和软开关技术的开发研究，使电力电子功率变换器性能更好，重量更轻，尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。（3）1995年至今，集成电力电子系统和集成电力电子模块技术开始发展，是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。1、电力半导体器件电力MOSFET：1979年，电

6、力MOSFET场效应晶体管问世。输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好，可替代电力晶体管和中小电流的晶闸管，使电力电子电路和系统可能实现高频化。电压电流定额：500V/240A，1500V/200A但击穿电压越高，通态电阻Rdson越大。1998年，Infineon公司推出冷MOS管，采用超级结结构，又称超结电力MOSFET，工作电压600-800V，通态电阻降低一个数量级，但仍保持开关速度快的特点。绝缘栅双极晶体管：1982年，将双极晶体管和电力MOSFET组合，开发出绝缘双极晶体管，取名为IGT，后国际电力电子界通称为IGBT

7、。将MOS门极的输入特性和双极晶体管的良好输出特性的功能集成在一起。通态压降小，电流密度大，可替代电力晶体管和中小电流的晶闸管。公认的最有发展前景。IGBT的技术进展实际上是通态压降、快速开关和高耐压能力的折中。IGBT未来发展方向是（1）逆阻型IGBT模块，减小输入电流畸变；（2）最佳模块组合，减小通态噪声；（3）抑制du/dt和di/dt的能力，减小噪声发射。IGBT刚出现时，电压电流定额600V、25A，很长一段时间，耐压水平限于1200-1700V。现在IGBT的电压电流额定值已达到3300V/1200A，4500V/

8、1800A等，高压IGBT单片耐压达6500V，一般IGBT的工作频率上限为20-40KHZ，应用新技术制造的IGBT，可工作于150KHZ（硬开关）和300KHZ（软开关）。集成门极换流晶闸管（IGCT）：1997年出现的新型高压大电流器件，简称IGCT。利用MOSFET的