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1、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
2、,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
3、,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
4、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大(表针摆动幅度大),反接时就小得多。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
5、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
6、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 UGS20
7、V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(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3.57.5千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
8、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R1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R1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R1档,黑表笔接A极,红
9、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,表的档位及接法保持不变。将表拨于R10档,红表笔接G极,黑表笔接K极,施以负向触发信号,如果表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。=60时电阻电感性负载的Ud及Uvt电压波形3.1.2、单相桥式全控整流电阻性负载电感性负载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3.2全控器件类3.2.1降压斩波电路3.2.2升压斩波电路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