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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：(1)漏极电压UDS——电力MOSFET电压定额(2)漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM——电力MOSFET电流定额(3)栅源电压UGS——UGS20V将导致绝缘层击穿。(4)极间电容——极间电容CGS、CGD和CDS2.8、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（ＦＧＡ２５Ｎ１２０AND）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。UdwtUvtwt=60°时电阻电感性负载的Ud及Uvt电压波形UdwtUvtwt3.1.2、单相桥式全控整流电阻性负载三相电源输出anU1I1RVAVT4'VT1VT4VT1'UdwtUdwtUdwta30a60a90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bc三相电源输出aU1I1VAVT1VT5VT3VT4VT2VT6LdR3.2全控器件类3.2.1降压斩波电路+_UiCVGEL1C1R+_UO+_UD(a)电路图3.2.2升压斩波电路+_UiEL1C1R+_UO+_UDCVG+3.2.3三相逆变器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