电力电子装置及系统 考试 知识点 太原理工大学(13届 葬仪落 任影汐整理)

第一章 绪论
1、电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制,并通过电力电子装置实现其应用。
2、电力电子装置定义: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。
3、电力电子控制系统:电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。
4、电力电子装置的主要类型
AC/DC变换器(整流器)
DC/DC变换器(采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器)
AC/AC变换器(输入输出频率相同叫做交流调压器,频率变化叫变频器)
DC/AC变换器(逆变器)
静态开关(静态开关通、断时没有触点动作,从而消除了电弧的危害。且静态开关由电子电
路控制,自动化程度高。)
5、电力电子装置的应用
(1)直流电源装置:通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源
(2)交流电源装置:交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS
(3)特种电源装置:静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源
(4)电力系统用装置:高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关
(5)电机调速用电力电子装置:直流、交流
(6)其他实用装置:电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源
6、电力电子装置的发展前景:交流变频调速、绿电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源
7、半导体电力电子开关器件:电力二极管、晶闸管、电力晶体三极管、电力场效应晶体管
、绝缘门极双极型晶体管IGBT
8、电力转换模块:把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。
  功率集成电路PIC:将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上,就叫功率集成电路。
  电源管理集成电路:可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。
9、散热
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(1)为什么要散热?答:PN结是电力电子器件的核心,PN结的性能与温度密切相关,因而每种器件都规定最高允许结温,器件运行不得超过这个温度,否则许多特性参数改变,甚至使器件永久性烧坏,不散热,100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。
(2)散热的原理。散热途径有三种,但电力电子器件采用热传导热对流两种方式。
(3)散热措施:减少器件损耗:采用软开关电路,增加缓冲电路等措施。
              散热措施:提高接触面光洁度,涂导热硅脂,施加合适安装压力。
                        选择有效散热面积大的散热器。
                        结构设计注意风道的形成,可以用水、油等介质管道帮助冷却。二苯甲酮腙
10、缓冲电路:
(1)作用:抑制开关器件的di/dt、du/dt,改变开关轨迹,减少开关损耗,使之工作在安全工作区域内。
(2)普通晶闸管用无极性缓冲电路叉车称重,GTO、BJT、IGBT等自关断器件,工作频率比SCR高得多,用有极性缓冲电路
11、保护技术
(1)过电流保护
防止过电流
互锁:桥臂中一开关器件有驱动信号时,绝对不允许另一开关器件有驱动信号,可以利用门电路将桥臂中两个驱动信号进行互锁。
死区:桥臂中两个开关器件都不允许开通的时间。时间为器件关断时间的1.5-2倍
过电流保护方法
①利用参数状态识别对单个器件进行自适应保护。当饱和压降超过限定值的时候,器件驱动电路自动封锁脉冲。②利用常规办法进行最终保护。晶闸管用快速熔断器,高频开关器件用电流检测,过流时限制电流,必要时封锁驱动脉冲。聚烯烃弹性体
(2)电流信号检测
慢速型电流检测元件:电流互感器。注意:互感器二次绕组不能开路。
快速型电流检测元件:霍尔元件、霍尔电流传感器模块。
(3)输出过压保护
封锁驱动信号,为了不出现误保护,应具有反延时特性(过压越多,保护延时越短)。
(4)输入瞬态电压抑制(MOV器件)
(5)输入欠电压保护
(6)过温保护
(7)器件控制极保护
(8)自锁式保护电路
第二章 高频开关电源
1、线性稳压电源:工作在线性放大区域的稳压电源。
  线性电源减温减压装置撬装重心:电力电子器件工作在线性放大区域。
  开关电源:电力电子器件工作在开关模式,一般指小功率AC-DC、DC-DC 。
  线性稳压电源的工作原理:依靠调节大功率晶体管T的基极电流的大小改变负载R上的电流,来调节输出电压,T上有一定的电压和电流,功率损耗较大。
2、开关电源发展状况:(1)高频化(2)电源电路的模块化、集成化(3)绿化
3、高频开关电源的基本组成:
(1)输入环节:输入浪涌电流抑制、瞬态电压抑制、线路滤波器、输入整流滤波
浪涌电流:在合闸的瞬间,由于输入滤波电容的充电,交流电源端阻抗低,产生浪涌电流。抑制方法限流电阻加开关(将限流电阻串接于交流线路或整流桥后的直流母线上,
开关与电阻并联)、采用负温度系数热敏电阻NTC、功率很小的开关电源直接在线路中串接电阻限制浪涌电流。
瞬态电压:在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管(TVS)抑制输入瞬态电压
(2)功率变换电路(Buck变换、Boost变换、Buck/Boost变换、正激、反激、推挽、半桥、全桥
(3)控制驱动保护电路:PWM电压控制模式、PWM峰值电流控制模式
4、单端反激式开关电源
(1)工作模式:不连续工作模式(DCM)、临界工作模式、连续工作模式(CCM)
连续:
不连续:
(2)工作原理:变压器PT既是变压器也是一个线性电感,T饱和导通时其等效阻抗近似为零,如果外加电压Ui恒定,流过绕组N1的电流i1线性增长,由于绕组N1、N2是反极性的,二极管D截止,副边没有电流,导通期间的能量储存在初级电感里;当开关截止时,副边绕组感应电势使二极管导通,通过输出电容和负载释放磁场能量。
反激变换器:开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感(变压器)中,当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载
单端变换器:变压器磁通仅在单方向变化
自激型单端反激开关电源豆奶机RCC: ib→T通,i1流过N1→U1、Uf (Nf)→ib增加→i1 增加→ T饱和,i1线性上升, →Czcd的存在,→ib随时间下降 → T进入放大区,i1 受控减小 → Uf反向 → ib进一步减小→ 使T很快截止。
临界工作状态:
他激型单端反激开关电源(UC3842)
    振荡器的振荡频率由外接的电阻RT和电容CT决定,而外接电容同时还决定死区时间的
长短。死区时间、开关频率同RT和电容CT的关系如下所示:

本文发布于:2024-09-24 08:29:11,感谢您对本站的认可!

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