电力电子技术课程总结

第一篇：电力电子技术课程总结

学 号：1111111111

Hefei University

功率变换技术课程综述

报告题目：IGBT研究现状及发展趋势

专业班级： XXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXX 教师姓名： ZZZZZ老师 完成时间： 2017年5月14日

IGBT研究现状及发展趋势

中 文 摘 要

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

关键词：IGBT；半导体；研究现状；发展前景

Present situation and development trend of IGBT research

ABSTRACT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), insulated gate bipolar transistor, is composed of BJT(bipolar transistor)and MOS(insulated gate FET)composite full controlled voltage composed of driven power semiconductor devices, has the advantages of high input impedance and low conductance GTR with MOSFET through the two aspects pressure drop.The GTR saturation voltage is reduced, the carrier current density is large, but the driving current is large.The driving power of MOSFET is very small and the switching speed is fast, but the turn-on voltage drop is large and the carrier current density is small.IGBT combines the advantages of the above two devices, small driving power and lower saturation voltage KEYWORD:IGBT;Semiconductor;Status;Development prospect.一、引言..............................................................................................................1

二、IGBT介绍.....................................................................................................1 2.1 什么是IGBT..........................................................................................1 2.2 IGBT的各种有关参数...........................................................................1 2.3驱动方式及驱动功率..............................................................................2

三、存在的问题....................................................................................................4

四、研究现状........................................................................................................5

五、发展趋势........................................................................................................6 参考文献................................................................................................................7

一、引言

自20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来, 电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台, 以此为基础开发的可控硅整流装置, 是电气传动领域的一次革命, 使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代, 这标志着电力电子的诞生。

进入70 年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品, 普通晶闸管不能自关断的半控型器件, 被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高, 电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展, 是电力电子技术的又一次飞跃, 先后研制出GTR.GTO, 功率MOSFET 等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件, 开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。

二、IGBT介绍

2.1 什么是IGBT 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础。

自IGBT商业化应用以来，作为新型功率半导体器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位，其电压范围为600V—6500V，电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术，因此被称为功率变流产品的“CPU”、“绿色经济之核”。在未来很长一段时间内，为适应全球降低CO2排放的战略需要，IGBT必将扮演更为重要的角色，是节能技术和低碳经济的重要支点。

2.2 IGBT的各种有关参数

2.2.1容量

低功率IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHZ以上区域，为满足家电行业的需求，ST半导体，三菱公司推出低功率IGBT产品，适用于微波炉，洗衣机等。而非传统性IGBT采用薄片技术，在性能上高速，低损耗，在设计600V-1200V的IGBT时，其可靠性最高。2.2.2 开关频率

IGBT的开通过程按时间可以分为四个过程，如下：第一：门射电压Vge小于阀值电压Vth时。其门极电阻RG和门射电容CGEI的时间常数决定这一过程。当器件的集电极电流IC 和集射电压VCE均保持不变时，CGEI就是影响其导通延迟时间tdon的唯一因素。第二：当门射电压Vge达到其阀值电压时，开通过程进入第二阶段，IGBT开始导通，其电流上升速率dI/dt的大小与门射电压Vge和器件的跨导gfs有如下关系：dIc/dt=gfs（Ic）＊dVge/dt。其中，dVge/dt由器件的门极电阻Rg和门射电容CGEI所决定（对于高压型IGBT来说，门集电容Cgc可忽略不计）。第三：第三阶段从集电极电流达到最大值ICmax。第四：通之后，器件进入稳定的导通状态。

2.2.3 关断过程

当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。

鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。

2.3驱动方式及驱动功率

2.3.1 栅极驱动电压

因IGBT栅极—发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET 驱动所需偏压强。在+20℃情况下，实测60 A，1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge 增

加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程Uge 增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Ugc的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。2.3.2对电源的要求

对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5V的关栅电压，以确保其完全可靠的关断(过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为-2～10V之间)。2.3.3对驱动波形的要求

从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使 IGBT 快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在 IGBT 关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。但在实际使用中，过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下，IGBT过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压 Ldi/dt，并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成 IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时，应根据电路中元件的耐压能力及 du/dt 吸收电路性能综合考虑。

2.3.4对驱动功率的要求

由于 IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率，最小峰值电流可由下式求出：IGP=△Uge/RG+Rg；式中△ Uge=+Uge+|Uge|；RG是IGBT内部电阻；Rg 是栅极电阻。

驱动电源的平均功率为：PAV=Cge△Uge2f，（*式中f为开关频率；Cge 为栅极电容)。2.3.5 栅极电阻

为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡，减小IGBT集电极的电压尖峰，应在IGBT栅极串上合适的电阻Rg。当Rg增大时IGBT导通时间延长，损耗发热

加剧;Rg减小时，di/dt 增高，可能产生误导通，使 IGBT 损坏。应根据 IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取 Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间(在具体应用中，还应根据实际情况予以适当调整)。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏IGBT，建议在栅射间加入一电阻Rge，阻值为10 kΩ左右。

2.3.6栅极布线要求

合理的栅极布线对防止潜在震荡，减小噪声干扰，保护IGBT正常工作有很大帮助：

（1）布线时须将驱动器的输出级和lGBT之间的寄生电感减至最低(把驱动回路包围的面积减到最小)；

（2）正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路，防止功率电路和控制电路之间的耦合；

（3）应使用辅助发射极端子连接驱动电路；

（4）驱动电路输出不能和 IGBT 栅极直接相连时，应使用双绞线连接；（5）栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。2.3.7 隔离问题

由于功率IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，所以驱动电路必须与整个控制电路在电位上完全隔离。

三、存在的问题

因为IGBT工作时，其漏极区（p+区）将要向漂移区（n-区）注入少数载流子——空穴，则在漂移区中存储有少数载流子电荷；当IGBT关断（栅极电压降为0）时，这些存储的电荷不能立即去掉，从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断，即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长（10～50ms）。所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间，可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命，但是这将会引起正向压降的增大等弊病。

IGBT中存在有寄生晶闸管—MOS栅控的n+-p-n-p+晶闸管结构，这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制（采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响）。

四、研究现状

最近20年中，IGBT的发展很快，技术改进方案很多，并且实用化。每种改进措施的采取，都会把IGBT的性能向前推进。其中，最重要的还是不断把“通态压降—开关时间”的矛盾处理到更为优化的折衷点。不同公司宣布自己研制生产的IGBT进入了第X代。但是，总体看，随着重大技术改进措施的成功，可以把IGBT的演变归纳成以下五代。

（1）第一代：即平面栅(PT)型。它提出了在功率MOS场效应管结构中引入一个漏极侧pn结以提供正向注入少数载流子实现电导调制来降低通态压降的基本方案。

（2）第二代：采用缓冲层，精密控制图形和少子寿命的平面栅穿通（PT）型外延衬底IGBT。器件纵向采用n′缓冲层，既可以减薄有效基区厚度和硅片总厚度来减小通态压降，又能降低该发射结的注入系数，以抑制“晶闸管效应”。器件横向（平面）采用精密图形，减少每个元胞的尺寸，提高器件的开关速度。再采用专门的扩铂与快速退火措施，以控制基区内少数载流子寿命的较合理分布。这样的IGBT耐压达到1200V，通态压降达到2.1-2.3V，锁定效应得到有效抑制。这时，IGBT已经充分实用化了。

（3）第三代：沟槽栅（Trench gate）型IGBT。这一代IGBT采取沟槽栅结构代替平面栅。在平面栅结构中，电流流向与表面平行的沟道时，栅极下面由P阱区围起来的一个结型场效应管（J-FET）是电流的必经之路，它成为电流通道上的一个串联电阻。在沟槽栅结构中，这个栅下面的J-FET是被干法刻蚀的工艺很好地挖去了，连同包围这个区域、延伸到原来栅极下构成沟道的部分P区层也都挖掉。于是n+发射源区和留下的P区层就暴露在该沟槽的侧壁，通过侧壁氧化等一系列特殊加工，侧壁氧化层外侧的P区内形成了垂直于硅片表面的沟道。

（4）第四代：非穿通（NPT）型IGBT。随着阻断电压突破2000V的需求，IGBT中随承受电压的基区宽度超过150微米。这时靠高阻厚外延来生成硅衬底的做法，不仅十分昂贵（外延成本同外延层厚度成正比），而且外延层的掺杂浓度和外延层厚度的均匀性都难以保证。这时，采用区熔单晶硅片制造IGBT的呼声日渐成熟，成本可以大为降低，晶体完整性和均匀性得到充分满足。

（5）第五代：电场截止（FS）型。当单管阻断电压进一步提高，硅片的基区厚度就会急剧增加。于是，IGBT的通态压降势必随其耐压的提高而增大。FS型IGBT吸收了PT型和NPT型两类器件的优点，形成硅片厚度比NPT型器件薄约

1/

3、又保持正电阻温度系数单极特征的各项优点。

五、发展趋势

IGBT作为电力电子领域非常理想的开关器件，各种新结构、新工艺及新材料技术还在不断涌现，推动着IGBT芯片技术的发展，其功耗不断降低，工作结温不断升高，从125℃提升到了175℃并向200℃迈进，并可以在芯片上集成体二极管，形成逆导IGBT(RC-IGBT/BIGT)，无需再反并联续流二极管，在相同的封装尺寸下，可将模块电流提高30%，还可以将电流及温度传感器集成到芯片内部，实现芯片智能化。

IGBT芯片内部集成传感器通过对IGBT芯片的边缘结构进行隔离处理，可以形成具有双向阻断能力的IGBT(RB-IGBT),在双向开关应用中无需再串联二极管，并具有更小的漏电流及更低的损耗。

与此同时，IGBT的工艺水平也在不断提升，许多先进工艺技术，如离子注入、精细光刻等被应用到IGBT制造上。IGBT芯片制造过程中的最小特征尺寸已由5um，到3um，到1um，甚至达到亚微米的水平。采用精细制造工艺可以大幅提高功率密度，同时可以降低结深，减小高温扩散工艺，从而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片来制造IGBT成为可能。随着薄片与超薄片加工工艺的发展，英飞凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片样品，不久的未来有望实现产品化应用。

此外，新材料如宽禁带半导体材料技术的发展，可以实现更低功耗、更大功率容量、更高工作温度的器件，其中SiC成为目前的大功率半导体的主要研究方向，并在单极器件上实现商品化，在IGBT等双极器件的研究上也不断取得进展。目前IGBT主要受制造工艺及衬底材料的缺陷限制，例如沟道迁移率及可靠性、电流增益较小及高掺杂P型衬底生长等问题，未来随着材料外延技术的发展，SiC IGBT将会实现突破。

参考文献

[1] 王兆安，黄俊电力电子技术[M].4版.北京：机械工业出版社，2000.[2] 陈志明.电力电子器件基础[M].北京：机械工业出版社，1992 [3] 周志敏，周纪海，纪爱华.IGBT和IPM及其应用电路，北京：人民邮电出版社，2006.3

[4] 刘国友, 罗海辉, 刘可安等.牵引用3300V IGBT芯片均匀性及其对可靠性的影响[J]，机车电传动，2013, No.231(02)6-9

第二篇：“电力电子技术”课程建设初探（定稿）

摘要：《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业和自动化专业的专业基础课，也是主干课程，其课程建设应适应专业特点和学科建设的需要。本文提出从理论教学内容优化、实验教学项目开发、教材建设及师资队伍建设等几个方面开展课程建设，使教学内容与工程应用相结合，使综合实验项目符合学生的实践能力、创新能力和综合素质的培养标准，使教材内容与电力电子技术领域的科技发展水平相同步，使团队教师的教学理念、教学水平和教学能力等综合素质获得显著提高。

关键词：电力电子技术；课程建设；初探

中图分类号：g642.0 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2014）24-0271-02

一、本课程存在的问题

1.理论内容太深，过多的数学公式推导超出了学生的承受能力，教学内容枯燥繁杂，缺乏联系实际情况，对培养学生的实践能力难以达到预期的效果，不符合应用型大学新型技术技能人才的培养目标，比如陈坚的《电力电子学》教材。

2.教学内容滞后，比如晶闸管作为典型的半控型器件，在20世纪90年代前期都以基于晶闸管的拓扑结构为主进行介绍。但自上世纪80年代以来，以绝缘栅双极晶体管和电力场效应晶体管为代表的全控型器件发展迅速，这已经是电子电力领域的主要器件，在一定程度上影响了电路控制方法与拓扑结构等，而与此相关的内容在课堂上和教材中却未得到充分体现。

3.在教学方法上，以问题为导向的教学模式有可能会导致学生对授课对象认识不够全面，从而背离最初的教学目标。《电力电子技术》的前接课程主要以电路直观的方式进行教学，而进入本课程学习时，要让学生逐渐建立起电路―模型―系统的概念。

4.实验课程安排不合理。实验作为课程教学中的重要部分，却得不到应有的重视，课时安排较少，实验项目不充足，实验设备落后，难以体现《电力电子技术》的最新内容，难以激发学生学习热情。由此可见，《电力电子技术》课程建设刻不容缓。《电力电子技术》课程建设应适应专业特点、社会需求和学科建设的需要，从教学内容、教学手段、实践环节等几个方面巩固和加强基础理论的教学。通过现代化教学手段改善教学环节，提高教学质量；也通过本课程的学习帮助学生增强专业意识，并通过实践教学环节使学生受到实际操作和实验手段方面的训练，提高学生的专业素质，从而提高创新人才的培养质量。

二、课程建设的主要内容

2.实践教学项目。电力电子技术有很强的实践性，而实践教学是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段，因此应精选最基本的也有较高实用价值的实践教学项目。①在《电力电子技术》实验教学的原有验证性基础上，开发针对电气工程系统的综合实验项目，比如故障检测项目、变频器项目、开关电源项目等。②开发1～2个基于计算机网络的虚拟实验装置并用于教学实践。通过计算机系统对正在设计或者已经存在的对象的模型进行计算机仿真，有利于提高其精确度，重复性也较好。利用虚拟的实验平台一方面节省昂贵仪器的购置费用、实验室场地等，另一方面让学生参与整个实验的过程，深化学生对所学知识的理解，能轻松而且更扎实地掌握所学的专业知识，也为学生今后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。③开放电力电子技术实验室，为学生提供开放性实验教学环境。通过开放式的实验场所，在专业教师的指导下，一方面提高设备、仪器的综合利用率；另一方面充实学生的业余时间，激发学生做实验的兴趣，并为后续的电力电子技术课程设计提供基础和保障。④通过教学改革项目研究，完善以提高学生的实践能力、创新能力和综合素质为目标的教学体系。结合社会需求和学科发展情况，及时调整实验室设备与实验项目。

3.教材建设。①应当以必需和够用为原则精简和精选内容，以应用型工程实践能力的培养目标为主线组织教材内容。结合教学内容的选取，积极编写与相关专业领域的科技发展水平同步、适用于应用型人才培养的教材，适当地增加工程实践性的教学内容，减少数学理论公式的推导等。②编写《电力电子技术》实验指导书，争取将该指导书建设成为校级优秀教材。学生通过阅读实验指导书可以清楚了解实验目的、实验方法及实验内容，为顺利完成实验打下基础。这样将教材和实验指导书相结合，对提高学生的学习兴趣有一定的促进作用，还能及时将工程实践与课堂理论学习有机结合。③编写“电力电子技术题集”。利用各种各样的题目，加深学生对已有知识的理解，或未知知识的补充。通过实战，更好地学会解题方法，提高分析问题和解决问题的能力。④2～3年内实现教学声像媒体资料上网。利用网络平台这种全新的教学方式，可以弥补传统课堂教学的不足，提供灵活的学习模式和大量丰富的学习资源，有利于培养学生自主学习能力，提高教学质量。

4.师资队伍建设。加强教师队伍建设是课程建设的根本。目前，课程组教师共计6人，其中1名教授，3名副教授，2名高级实验师；其学历结构是2名博士、3名硕士和1名学士；课程组教师的平均年龄是40岁，最大年龄是52岁，最小年龄是34岁。虽然课程组高学历高职称的教师所占比例偏高，可是缺少35岁以下青年教师作为后备力量。因此，须从以下三点加强师资队伍建设：①尽可能地创造条件，让教师们与企业合作，或者与企业进行交流，培养具有“双素质型”教师，既要具备理论教学的素质，也应具备实践教学的素质。②积极开展教学研究活动，在教学理念、教学水平和教学能力方面，提高教学团队教师的整体素质，形成一支结构合理、人员稳定、师德优良、教学水平高、教学效果好的主讲教师队伍。③积极开展科研工作，提高教师科研水平。结合教师科研活动，开发综合性、创新型实验项目，并带动学生科技活动的蓬勃发展。

5.本课程建设的最终目标。①针对目前学生基础能力的具体情况，落实理论以“必需”、“够用”为度，突出定性，强调工程实践能力的培养。要根据形势的发展和专业建设需要，不断充实和改革教学内容。②优化多媒体教学，改进教学水平，进一步研制、开发和改进多媒体教学课件，力争1年内完成全课程多媒体课件。③在市级或校级立项1～2个课题，推进教学改革，通过教学改革项目研究，完善以提高学生的实践能力、创新能力和综合素质为目标的教学体系。④探索有效培养学生“三创”能力（即创新、创造、创业能力）的方法和途径，充分运用现代教育技术方法与手段，逐渐向以立体化和网络化呈现教材，完善现有多媒体课件，开发基于网络的虚拟实验环境，实现开放式教学。

通过在理论教学内容优化、实验教学项目开发、教材建设及师资队伍建设等几个方面开展《电力电子技术》课程建设，探索培养学生运用电力电子知识和理论的“三创”能力（即创新、创造、创业能力）提高的方法和途径；同时，提高教学质量，扩大知名度，并将该课程建设成校级优质课程。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[m].北京：机械工业出版社，2008.[2]蒋伟，莫岳平.“电力电子技术”课程教学模式研究[j].电气电子教学学报，2013，35（1）：44-46.[3]孔祥新，闫绍敏.“电力电子技术”课程教学改革探讨[j].中国电力教育，2011，7（20）.[4]丁卫红.合理运用教学评价，促进电力电子技术课程教学改革[c]//《第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（1），2008-04-01.[5]丁卫红.合理运用教学评价，促进《电力电子技术》课程教学改革[j].高教论坛，2009，（6）.基金项目：本文获“北京信息科技大学2011课程建设项目”和北京市属高等学校高层次人才引进与培养三年行动计划（2013-2015年）青年拔尖人才培育计划（cit&tcd201304113）资助。

作者简介：李慧（1976-），女，博士，副教授，主要从事电力电子技术、电力系统分析的教学与科研工作。

第三篇：电力电子技术课程重点知识点总结

1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。2.解释什么是整流、什么是逆变。

3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。

4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同？ 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量）

7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44）8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪？

9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化？（P45）

10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。

11.保证电流连续所需电感量计算。

12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算）13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。

15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。16.为什么会有换相重叠角？换相压降和换相重叠角计算。

17.什么是无源逆变？什么是有源逆变？ 18.逆变产生的条件。

19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定？公式。做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。

20.四种换流方式，实现的原理。

21.电压型、电流型逆变电路有什么区别？这两个图要会画。

22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。

24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点？ 做题，P138 2 3题，非常重要。25.什么是PWM,SPWM。

26.什么是同步调制？什么是异步调制？什么是载波比，如何计算？

27.载波频率过大过小有什么影响？ 28.会画同步调制单相PWM波形。29.软开关技术实现原理。

30.电力电子器件的保护方法有哪几种？

31.了解晶闸管、电力MOSFRT、IGBT的并联技术。

第四篇：电力电子技术总结

电力电子技术总结

1晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极，门极和阴极。2单向半波可控整流电路中，控制角α最大移相范围是0~180°

3单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度是导通角 4在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为√6U2 5在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控可获得较高的输出电压

6直流斩波电路是将交流电能转化为直流电能的电路

7逆变器分为有源逆变器和无源逆变器8大型同步发电机励磁系统处于灭磁运行时，三相全控桥式变流器工作于有源逆变

9斩波器的时间比控制方式分为点宽调频，定频调宽，调宽调频三种 10 DC/DC变换的两种主要形式为斩波电路控制型和直交直电路 11在三相全控桥式变流电路中，控制角和逆变角的关系为α+β=π

12三相桥式可控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内环流次数为6次 13在三相全控桥式整流逆变电路中，直流侧输出电压Ud=-2.34U2cosβ 14在大多数工程应用中，一般取最小逆变角β的范围是β=30° 15在桥式全控有源逆变电路中，理论上你逆变角β的范围是0~30° 16单相桥式整流电路能否用于有源逆变电路中 是

17改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压的幅值 电流型逆变器中间直流环节贮能元件是大电感

19三相半波可控整流电路能否用于有源逆变电路中？ 能

20在三相全控整流电路中交流非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有星型和三角形 21抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗 22为了利用功率晶闸管的关断，驱动电流后延应是一个负脉冲 180°导电型电压源型三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上下两个开关元件之间进行

24改变SPWM逆变器的调制波频率，可以改变输出电压的基波频率。

25恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小器件的存储时间，从而加快关断时间。26在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度大于60° 27整流电路的总的功率因数P/S 28 PWM跟踪控制法的常用的有滞环比较方式和三角波比较方式

29单相PWM控制整流电路中，电源IsY与Us完全相位时，该电路工作在整流状态 30 PWM控制电路中载波比为载波频率与调制信号之比 Fc/Fr 31电力电子就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。分为电力电子器件制造技术和变流技术

32电力电子系统由主电路，控制电路，检测电路，驱动电路和保护电路组成。33整流电路：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。34逆变电路定义：把直流电逆变为交流电的电路

35有源逆变电路：将交流侧和电网连接时的逆变电路，实质是整流电路形式。36无源逆变电路：将交流侧不与电网连接，而直接接到负载的电路。逆变电路分类：为电压型逆变电路（直流侧为电压源）和电源型逆变电路（直流侧为电流源）38 PWM控制定义：脉冲宽度控制技术39 SPWM波形：PWM波形脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时。40异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即N值不断变化。

41控制方式：保持载波频率Fc固定不变，这样当调制信号频率Fr变化时，载波比N试变化的

42同步调制：在逆变器输出变频工作时，使载波与调制信号波保持同步的调制方式，即改变调制信号波频率的同时成正比的改变载波频率，保持载波比N等于常数。

43分段同步调制：把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内保持载波比N为恒定，不同频段内的载波比不同。

第五篇：《电力电子技术》课程实验教学计划范文

《电力电子技术》课程实验教学计划

1、单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

目的：

（1）加深理解单相桥式全控整流电路及有源逆变电路的工作原理。

（2）研究单相桥式全控整流的全过程。

（3）研究单相桥式变流电路逆变的全过程。掌握实现有源逆变条件。

（4）掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。

内容：

（1）单相桥式全控整流带电阻负载。

（2）单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。

（3）有源逆变颠覆现象观察。

2、三相桥式全控整流电路实验

目的：

（1）加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理

（2）理解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形

内容：

（1）三相桥式全控整流电路带电阻负载

（2）三相桥式全控整流电路带阻感负载

（3）当触发电路出现故障（人为模拟）时，观测主电路的各电压波形。

3、直流斩波电路实验

目的：

（1）加深理解直流斩波电路的工作原理

（2）掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法

（3）熟悉直流斩波电路各点的电压波形。

内容：

（1）直流斩波器触发电路调试

（2）直流斩波器电路接电阻负载

（3）直流斩波器电路接电感性负载

4、单相交流调压电路实验

目的：

（1）加深理解单相交流调压电路的工作原理

（2）加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。内容：

（1）KC05集成移相触发电路的调试

（2）单相交流调压电路带电阻负载。

（3）单相交流调压电路带电感性负载。