Fundamentals of Power Electronics Technology 电力电子技术基础South China University of Technology电力电子技术基础0序论课件Name:王孝洪怎样找到我？Address:华南理工大学3号楼123室Tel.:E_mail: ， 电力电子技术基础0序论课件怎么考核？Power Electronics Technology 1、考试成绩：70 闭卷笔试成绩比例：2、平时成绩：30 包含作业、出勤和实验 电力电子技术基础0序论课件用什么样的书？张占松、蔡宣三，开关电源的原理与设计，电子工业出版社，1998.06蔡宣三、龚绍文，高频功率电子学，科学出版社，1993.05麦崇 裔 苏开才电力电子技术基础，华南理工大学出版社，2003.12Jai P.Agrawal，Power Electronics Systems，清华大学出版社，2001.08林渭勋，电力电子技术基础，机械工业出版社，1990.10University of Colorado at Boulder，Fundamentals of Power Electronics，2001.05王聪，软开关功率变换器及其应用，科学出版社，2001.01李爱文，现代逆变技术及其应用，科学出版社，2000.09黄俊、王兆安，电力电子变流技术，机械工业出版社 第三、四版张一工、肖湘宁，现代电力电子技术原理与应用，1999.3张 立，现代电力电子技术基础，高等教育出版社，1999.10赵良炳，现代电力电子技术基础，清华大学出版社，1997.7电力电子技术基础0序论课件都学什么内容？散热封装生产环境影响控制策略无源器件功率开关器件变换电路第一部分 绪论第二部分 电力电子器件第三部分 电力电子变换电路第四部分 控制策略（PWM）电力电子技术基础0序论课件第一部分 绪论6South China University of Technology电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论“电力电子技术”的定义电力电子技术利用电力电子器件对电能进行(二次)控制与转换的技术。
电力电子技术电子学电力学控制理论 “电力电子学”和“电力电子技术”分别从学术和工程技术的角度来称呼，实际内容没有很大不同 电力电子学 (Power Electronics) 名称60年代出现 1974年，美国的W. Newell用右图的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受电力电子技术基础0序论课件 技术定位：电力、电子和控制三大 电气工程技术领域之间 的交叉、综合性学科 技术目的：节能，降低材料消耗， 提高生产效率 电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的定位和目的电力电子技术基础0序论课件电子技术: 信息电子技术 电力电子技术 信息电子技术模拟电子技术和数字电子技术 电力电子技术应用于电力领域的电子技术，使用电力 电子器件对电能进行(二次)变换和控制的技术电力电子技术第一部分 绪论有关“电子技术”区别：信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术主要用于电力变换联系：信息电子比作脑子，电力电子比作肌肉 ；信息电子不仅是电力电子的合作伙伴，而且也将是电力电子的主要客户 电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子在信息电子中的应用计算机及internet消耗电能的比例 CUP对电源的要求 电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术和电子学的关系 电子学电子器件 对应 电力电子器件 电子电路 电力电子电路 电力电子器件制造技术和电子器件制造技术的理论基础是一样的，大多数工艺也相同。
现代电力电子器件制造大都使用集成电路制造工艺，采用微电子制造技术，许多设备都和微电子器件制造设备通用，说明二者同根同源电力电子技术基础0序论课件 电力电子电路和电子电路许多分析方法一致，仅应用目的不同广义而言，电子电路中的功放和功率输出也可算做电力电子电路电力电子电路广泛用于电视机、计算机等电子装置中，其电源部分都是电力电子电路器件的工作状态 信息电子，既可放大，也可开关 电力电子，为避免功率损耗过大，总在开关状态 电力电子技术的一个重要特征 电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术和电子学的关系Adapter电力电子技术基础0序论课件 主要关系：电力电子技术广泛用于电气工程中 电力电子装置广泛用于高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等电力系统和电气工程 通常把电力电子技术归属于电气工程学科 电气工程学科中一个最为活跃的分支，其不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术与电气工程的关系电力电子技术基础0序论课件控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置和系统的性能满足各种需求电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带。
控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术与控制理论的关系电力电子技术基础0序论课件* Output of 840power plants180019002000210020 40 60 8020 40 60 8020 40 60 80Electrical EnergyTotal Energy0246810121416182030% savings withimproved powerelectronicsYear35 % efficiency gainTotal Energy1997: 40%2010: 80% 60% 20%40%ElectricalEnergy12 billion kilowatts every hour12 billion kilowatts every hour of every day of every year of every day of every year电力电子技术第一部分 绪论能源与电力电子电力电子技术基础0序论课件Critical Technology Category能源环境保护信息、通讯生活体系制造材料交通运输航空航天电子设备交通工具的电驱动混合动力车辆过程控制、机器人 、 自动控制提高能源效率 能源储存发电、输电、配电 供电以及电源品质Power Electronics Technologies电力电子技术第一部分 绪论Source: 美国总统科技顾问委员会 (3/95)国家重点发展领域与电力电子的关系电力电子技术基础0序论课件TEXACO1.0 x 0.32 x 0.92 x 0.80 x 0.90 =0.211.0 x 0.87 x 0.95 x 0.16 =0.13EVEVICIC电力电子技术第一部分 绪论交通领域的节能与环保电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论应用者应用者: :FordFordGeneral MotorsGeneral MotorsDaimler-ChryslerDaimler-ChryslerUS Army TACOMUS Army TACOM（坦克及机动车（坦克及机动车 辆司令部）辆司令部）中央处理单元控制中央处理单元控制 下的电推进下的电推进在新一代交通工具中的应用电力电子技术基础0序论课件燃料电池供电的燃料电池供电的DC/DCDC/DC变换器变换器燃料电池汽车燃料电池汽车FordFordDaimler-ChryslerDaimler-ChryslerTime to market电力电子技术第一部分 绪论成功的应用例子电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的发展与应用1960197019801990200020102020Transistor/ThyristorGTOBipolarTransistorPowerMOSFETIGBTMCTASDSICInternetWirelessHybrid & electricCarsHVACCustom PowerBio.engineeringTransportationsAvionics2st Industrial Revolution1st Industrial RevolutionIntegratedCircuit MicroprocessorSi TransistorRobotsRobots电力电子技术基础0序论课件THE POWER ELECTRONICS EVOLUTION1960197019801990200020102020IntegratedCircuit8-Bit MicroprocessorAvionicsDEVICEThyristorGTOSi TransistorBipolarTransistorPowerMSFETIGBTMCTASDSICIPEMHybrid & electricCarsHVACCustom PowerComputerWireless电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的发展与应用电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的发展史 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决 定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电 力电子器件的发展史为纲的。
电力电子技术的诞生 1957年美国通用电气公司研制出第一个 晶闸管为标志电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的发展史晶闸管出现前的时期，用于电力变换的电子技术已经存在1904年出现了电子管，能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术之先河后来出现了水银整流器，其性能和晶闸管很相似在30年代到50年代，是水银整流器发展迅速并大量应用的时期它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论 各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用在晶闸管出现以后的相当一段时期内，所使用的电路形式仍然是这些形式 交流电变为直流电的方法除水银整流器外，还有发展更早的电动机直流发电机组，即变流机组和旋转变流机组相对应，静止变流器的称呼从水银整流器开始并沿用至今 1947年美国贝尔实验室发明晶体管，引发了电子技术的一场革命 最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管电力电子技术的发展史电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论电力电子技术的发展史 晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。
电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业（轧钢用电气传动、感应加热等）、电力工业（直流输电、无功补偿等）的迅速发展也有力地推动了晶闸管的进步电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的 晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，因而属于半控型器件 对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现 电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论 80年代后期开始 复合型器件：以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代表IGBT是MOSFET和BJT的复合它集MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点于一身，性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的主导器件与IGBT相对应，MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们也综合了MOSFET和GTO两种器件的优点电力电子技术的发展史电力电子技术基础0序论课件电力电子技术第一部分 绪论模块：为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件 做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。
功率集成电路：把驱动、控制、保护电路和功率。