第一章 电力电子器件(1).ppt

电力电子变流技术,李小鹏副教授天津工程师范学院,电力电子变流技术,第一章电力电子器件,电力电子技术概论,主要内容,不可控器件电力二极管,半控型器件晶闸管,门极可关断晶闸管GTO,金属氧化物场效应管MOSFET,绝缘栅双极型晶体管IGBT,电力电子技术的应用,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,什么是电力电子技术,1.定义电力电子技术（powerelectronics）是应用于电力领域的电子技术，指使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。,〔解释〕电子技术包括信息电子技术和电力电子技术。信息电子技术模拟电子技术和数字电子技术。目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下。电力电子技术主要用于电力变换而信息电子技术主要用于信息处理。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,2.电力电子技术和其它学科的关系电力电子实际上是一门交叉学科。PowerElectronics名称60年代出现。1974年，美国的W.Newell的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术和电子学的关系,电子学中的电子器件对应于电力电子器件电子学中的电子电路对应于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，二者同根同源。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,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，既可处于放大状态，也可工作在开关状态；电力电子，为避免功率损耗过大，总在开关状态。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术与电力学的关系,主要关系电力电子技术广泛用于电力工程中。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中。通常把电力电子技术归属于电气工程学科。电力电子技术是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。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术与控制理论的关系,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，电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力变换的类型,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术分支和特点,分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。〔特点〕电力电子技术的发展集中体现在电力电子器件的发展上；这些器件一般均工作在开关状态，这是重要特征；电力电子技术是电气工程学科中目前最为活跃的分支。有人预言电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术的发展史,电力电子器件的发展史以1958年美通用电气公司第一只晶闸管的诞生为标志，标志电力电子器件和技术的诞生。,〔四个阶段〕史前期（1957年以前）使用水银整流器（汞整流器），其性能和晶闸管类似。这段时间，各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已经成熟并广泛应用。晶闸管时代（1958～70年代）全控型器件时代（70年代后期）复合器件时代（80年代后期）,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术的史前期,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（Valve），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（mercury-vapourthyratrons），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；,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,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（transistor，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。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,晶闸管时代（1957年开始）,晶闸管SCRSiliconControlledRectifier可通过门极控制开通，但通过门极不能控制关断，属于半控型器件。晶闸管因其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，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。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,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。目前由于其能承受的电压、电流容量仍是目前器件中最高的，而且工作可靠，所以许多大容量场合仍大量使用SCR。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,GTO可关断晶闸管BJTGTR电力双极型晶体管为代表Power-MOSFET电力场效应管这些器件可以通过门极（或栅极、基极）控制开通和关断。同时，这些器件可以达到的开关频率均较高。这些器件大大推进了电力电子技术的发展。和SCR电路的相位控制方式相对应，全控型器件电路常使用脉冲宽度调制（PWMPulseWidthModulation）方式进行控制。,全控型器件时代（70年代后期）,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,复合型器件时代（80年代后期）,复合型器件以绝缘栅极双极型晶体管（IGBTInsulated-GateBipolarTransistor）为代表IGBT＝MOSFET＋BJT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。功率集成电路把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前其功率都还较小，但代表了电力电子技术发展的一个重要方向。,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,电力电子器件分类“树”,电力电子技术概论,第一章电力电子器件,21世纪电力电子技术的前景,电力电子器件发展的目标是大容量、高频率、易驱动、低损耗、小体积（高芯片利用率）、模块化。新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开关损耗，如软开关技术通过谐振电路使得器件在零电压（ZVS）或零电流（ZCS）的状态下进行开关。电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智能化的方向发展。,不可控器件电力二极管,第一章电力电子器件,PowerDiode结构简单，工作可靠，自20世纪50年代初期就获得应用；快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位；基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样，以半导体PN结为基础；由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的从外形上看，大功率的主要有螺栓型和平板型两种封装，小功率的和普通二极管一致。,不可控器件电力二极管,第一章电力电子器件,电力二极管的外形、结构和电气图形符号,不可控器件电力二极管,第一章电力电子器件,电力二极管PowerDiode中PN结的电容效应PN结的电荷量随外加电压而变化，呈现电容效应，称为结电容CJ，又称为微分电容。结电容按其产生机制和作用的差别分为势垒电容CB和扩散电容CD结电容影响PN结的工作频率，特别是在高速开关的状态下，可能使其单向导电性变差，甚至不能工作，应用时应加以注意。原因是结电容使开通和关断过程变慢。,不可控器件电力二极管,第一章电力电子器件,标准工频型（或普通型）恢复特性慢但可获得高的电压和电流定额。多用于工作频率要求不高的场合，如电力牵引、电镀、焊接等；快恢复二极管短恢复时间，适用于中等电压和电流范围，多用作高频开关使用。用于逆变和斩波电路；肖特基势垒二极管由金属半导体结构成，为多数载流子器件，它具有低导通电压和极短的开关时间。但反向漏电流大和阻断电压低是其缺点。主要用于高频、低压的场合，如小开关电源中。,电力二极管的品种,不可控器件电力二极管,第一章电力电子器件,★普通PD0，同时UGK0；阳极电压作用当UAK↗至某个大数值，使V2的漏电流由于雪崩效应而加大，同时由于正反馈而使漏电流放大，最终使SCR饱和导通；dU/dt作用如果UAK以高速率上升，则在中间结电容上产生的电流可以引起导通；,温度作用温度上升，V1,V2的漏电流加大，引起SCR导通；光触发当强光直接照射在硅片上，产生电子空穴对，在电场的作用，产生触发SCR的电流。目前，有一些场合使用这种方式来触发SCR，如高压直流输电（HVDC。这种方式可以保证控制电路和主电路之间有良好的绝缘。这种SCR又称为光控晶闸管（LightTriggeredThyristorLTT）。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,晶闸管的基本特性,1.静态特性承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通；晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。从这个角度可以看出，SCR是一种电流控制型的电力电子器件。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,2、晶闸管的伏安特性第I象限的是正向特性第III象限的是反向特性,晶闸管的伏安特性IG2IG1IG,IG0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通；随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；,第一章电力电子器件,晶闸管的伏安特性IG2IG1IG,导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿；晶闸管本身的压降很小，在1V左右；导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。IH称为维持电流。,半控型器件晶闸管,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,3、晶闸管门极伏安特性门极G与阴极K之间相当于一个二极管。,晶闸管门极伏安特性,〔分析〕由于同一型号的SCR门极特性的分散性较大，所以常用低阻特性OD和高阻特性OG划定门极特性的上下边界。其实质上类同两个内阻不同的二极管正向特性曲线。门极正向峰值电流界定DE边界；正向峰值电压界定FG边界；峰值功率PGM界定EFB边界。,ADEFGCBA为可靠触发区，应根据主电路的不同应用，正确选择合适的门极触发电压和触发电路。门极加上一定功率后，会引起门极附近发热，所以不宜过大地加入功率。设计时可以参考平均功率PG曲线KL。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,将原点附近的门极伏安特性，进行放大。,门极伏安特性原点放大图,〔分析〕由不触发电流IGD和不触发电压UGD限定OHIJO为不触发区，为了防止误触发，应使干扰信号的幅值限制为不能超过此区范围。一般UGD0.2V。UGT为门极触发电压，IGT为门极触发电流，HABCJIH为不可靠触发区，设计时不能采用。,实际使用中，为了提高抗干扰能力，关断时，在GK上加反向偏压，一般为1～3V。触发脉冲的幅值和前沿陡度影响SCR的导通时间。越陡开通时间越短，有利于减小开通损耗。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,晶闸管的主要参数,1.额定电压1断态重复峰值电压UDRM在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。2反向重复峰值电压URRM在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。3通态（峰值）电压UTM晶闸管通以某一规定倍数（π倍的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压（一般为2V）。通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压23倍。SCR一般来说100V1000V，每100V一个等级；1000V～3000V，每200V一个等级。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,2.额定电流1通态平均电流ITAV额定电流-----晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许连续流过的单相工频正弦半波电流的最大平均值。使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管。实际使用时应留一定的裕量，一般取1.52倍。电流平均值指一个周期内的电流算数平均值；电流有效值指一个周期内的电流的方均根值。波形系数KfI/ITAV,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,2维持电流IH使晶闸管维持导通所必需的最小电流一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则IH越小3擎住电流IL晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的24倍。4浪涌电流ITSM指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,3.动态参数除开通时间tgt和关断时间tq外，还有1断态电压临界上升率du/dt指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。,2通态电流临界上升率di/dt指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。如果电流上升太快，则晶闸管刚一开通，便会有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而使晶闸管损坏。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,4.SCR的门极定额1门极触发电流IGT指在室温下，阳极电压直流6V时使SCR由断态转入通态所必需的最小门极电流。,2门极触发电压UGT指产生门极触发电流所必需的最小门极电压。由于SCR器件的分散性较大，应使触发电路提供给门极的电流和电压适当大于SCR的参数值，最好在PG曲线附近。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,晶闸管额定电流的选定,SCR产品参数给出的额定电流是平均值，应根据实际电路计算有效值来选定SCR。SCR管芯的发热效应是与流过电流的有效值有关系的。在实际选用SCR时，根据电流有效值相等原则。即实际波形的电流有效值≤SCR额定电流ITAV对应的电流有效值I由于测量ITAV的电路为正弦半波电路。此时额定有效值I与ITAV之间的关系为IITAV*1.57。由此可见，SCR的额定电流有效值和平均值之间可以方便换算。综上所述，选用SCR可以采用以下公式来确定额定电流ITAV≥A*I1/1.57其中，ITAV为选用SCR的额定电流；A为裕量系数，一般为1.5～2；I1为实际电路的电流有效值。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,晶闸管的派生器件,快速晶闸管（FastSwitchingThyristorFST包括所有专为快速应用而设计的晶闸管，有快速晶闸管和高频晶闸管（10kHz以上）；管芯结构和制造工艺进行了改进，开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善；普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10s左右；高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高；由于工作频率较高，选择通态平均电流时不能忽略其开关损耗的发热效应；FST由于允许长期通过的电流有限，所以其不宜在低频下工作。,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,2.双向晶闸管（TriodeACSwitchTRIAC或Bidirectionaltriodethyristor）,a电气图形符号b伏安特性,第一章电力电子器件,半控型器件晶闸管,TRIAC可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成；有两个主电极T1和T2，一个门极G；正反两方向均可触发导通，所以双向晶闸管在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性；与一对反并联晶闸管相比是经济的，且控制电路简单，在交流调压电路、固态继电器（SolidStateRelaySSR）和交流电机调速等领域应用较多；通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。,门极可关断晶闸管GTO,第一章电力电子器件,门极可关断晶闸管GTO,门极可关断晶闸管（Gate-Turn-OffThyristorGTO）可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断；GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。,电力晶闸管GTR,第一章电力电子器件,电力晶体管GTR（GiantTransistor，直译为巨型晶体管）耐高电压、大电流的双极结型晶体管（BipolarJunctionTransistorBJT），英文有时候也称为PowerBJT在电力电子技术的范围内，GTR与BJT这两个名称等效。应用20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸管，但目前又大多被IGBT和电力MOSFET取代,金属氧化物场效应管MOSFET,第一章电力电子器件,MOSFET（MetalOxideSemiconductorFET）分为结型和绝缘栅型。电力场效应管（PowerMOSFET）通常主要指绝缘栅型MOSFET结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管SIT（StaticInductionTransistorSIT）POWERMOSFET的特点用栅极电压来控制漏极电流驱动电路简单，需要的驱动功率小；开关速度快，工作频率高；热稳定性优于GTR；电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置；抗过载能力弱。,金属氧化物场效应管MOSFET,第一章电力电子器件,内部结构断面示意图电气图形符号,金属氧化物场效应管MOSFET,第一章电力电子器件,雪崩击穿区,★安全工作区SOA,跨导,开启电压,★转移特性,★输出特性,SOASafeOperationArea,金属氧化物场效应管MOSFET,第一章电力电子器件,密勒效应、位移电流,Rs、Cin决定开关速度,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,绝缘栅双极晶体管IGBT（Insulated-gateBipolarTransistor）IGBT为GTR和MOSFET复合，它结合二者的优点，具有比它们各好的特性；1986年投入市场后，取代了GTR和一部分MOSFET的市场,成为中小功率电力电子设备的主导器件；目前正继续提高电压和电流容量，以期再取代GTO的地位；在价格方面期待进一步降低。,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,N区体电阻,,,,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,IGBT的工作原理驱动原理与电力MOSFET基本相同，属于场控器件，通断由栅射极电压uGE决定导通UGE大于开启电压UGEth时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。导通压降电导调制效应使电阻RN减小，使通态压降减小。关断栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,转移特性输出特性,IGBT的工作特性,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,转移特性IC与UGE间的关系，与MOSFET转移特性类似开启电压UGEthIGBT能实现电导调制而导通的最低栅射电压UGEth随温度升高而略有下降，在25C时，UGEth的值一般为26V输出特性（伏安特性）以UGE为参考变量时，IC与UCE间的关系分为三个区域正向阻断区、有源区和饱和区。分别与GTR的截止区、放大区和饱和区相对应uCE0时，IGBT为反向阻断工作状态，不具有逆导能力。,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,IGBT的主要参数和特点,1最大集射极间电压UCES由内部PNP晶体管的击穿电压确定2最大集电极电流包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP3最大集电极功耗PCM正常工作温度下允许的最大功耗,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,IGBT的特性和参数特点1开关速度高，开关损耗小。在电压1000V以上时，开关损耗只有GTR的1/10，与电力MOSFET相当；2相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR大，且具有耐脉冲电流冲击能力；3通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域；4输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似；5与MOSFET和GTR相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点。6IGBT往往与反向并联的快速二极管封装在一起，制成模块，成为逆导器件。目前还有多管模块和IPM（IGBT控制和保护电路）。,绝缘栅双极型晶体管IGBT,第一章电力电子器件,IGBT的擎住效应（自锁效应）（重要）和安全工作区擎住效应或自锁效应在IGBT内部由于内部寄生了一个由NPN晶体管和作为主开关器件的PNP晶体管组成的寄生晶闸管。在额定集电极电流时，NPN晶体管的BE极间的体区短路电阻上的压降较小，不能使寄生晶闸管开通。但如果由于某种条件使得该压降加大，从而使寄生晶闸管导通，那么就会由于寄生晶闸管的强烈正反馈作用，使得栅极失去对集电极的控制作用，导致器件始终开通，功耗过高而损坏。发生原因集电极电流过大（静态擎住效应），dUCE/dt过大（动态擎住效应），温度过高。擎住效应曾限制IGBT电流容量提高，20世纪90年代中后期开始逐渐解决。,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置；近年来电力电子变频技术的迅速发展，使交流电机的调速性能可与直流电机媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。几百W到数千kW的变频调速装置，软起动装置等；电化学工业大量使用直流电源，如电解铝、电解食盐水等。冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合，需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。,一般工业,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,交通运输,电气化铁道中广泛采用电力电子技术电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制；飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术；如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，近年来交流变频调速成为主流。,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用。最终用户在使用电能时常常需要进行预处理。如降压、滤波、无功补偿等。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中有60以上至少经过一次电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。毫不夸张地说，离开电力电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。直流输电（HVDC在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）可以大幅度提高电网输电能力和稳定性。手段快速、精确、连续地控制大容量有功和无功等参数实现对系统潮流变化、功率流向、输送能力、阻尼振荡的性能加以改进和提高。如有源滤波器（APFActivePowerFilter可进行用户端的无功补偿和谐波抑制。,电力系统,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,不间断电源（UPS）和各种开关电源,这一类的应用最为普遍。各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,家用电器,照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子之一。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。,电力电子技术的应用,第一章电力电子器件,新能源的开发和利用,传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。,谢谢观看，再见,