电力电子期末速成课简介

本课程专为电力电子学科期末备考设计，聚焦核心考点与高频考点，以 “快速掌握知识框架、高效突破重难点” 为目标，帮助学习者在短时间内梳理电力电子技术的核心逻辑，夯实关键理论与电路分析能力，应对期末考试中的基础题、计算题及综合应用题。课程内容紧扣学科核心体系，从基础概念到具体电路，再到关键控制技术，层层递进，兼顾知识完整性与备考针对性，避免冗余内容，直击考试重点。

课程目录

电力电子技术概念

核心内容：电力电子技术的定义、研究范畴（电能变换与控制）、在新能源、工业控制、电力系统等领域的应用；电力电子技术与相关学科（电气工程、电子技术）的关联，构建学科整体认知框架。

电力电子器件

2.1 电力电子器件概述

考点：器件分类（不可控、半控型、全控型）、基本特性（电压 / 电流容量、开关速度、损耗）、安全工作区（SOA）的概念。

2.2 不可控器件 - 电力二极管

考点：二极管结构（PN 结）、工作原理（单向导电性）、主要参数（正向压降、反向击穿电压、额定电流）、常见类型（整流二极管、快恢复二极管）及应用场景。

2.3 半控型器件 - 晶闸管（SCR）

考点：晶闸管结构（四层三端）、导通 / 关断条件、阳极伏安特性、触发电路基本要求、主要参数（额定通态电流、断态重复峰值电压）及在整流电路中的应用。

2.4 全控型器件 - GTO（门极可关断晶闸管）

考点：GTO 导通 / 关断原理（门极控制特性）、与普通晶闸管的区别、主要参数及适用场景（高压大功率场合）。

2.5 全控型器件 - GTR（电力晶体管）

考点：GTR 结构（双极型晶体管）、工作模式（放大、饱和、截止）、开关特性、二次击穿现象及防护措施、应用局限（高频性能较差）。

2.6 全控型器件 - MOSFET（电力场效应晶体管）

考点：MOSFET 结构（绝缘栅型）、工作原理（沟道导电）、开关速度优势、寄生参数影响及在高频小功率电路中的应用。

2.7 全控型器件 - IGBT（绝缘栅双极晶体管）

考点：IGBT 结构（MOSFET+GTR 结合）、工作原理（栅极控制导通，阳极电流关断）、综合性能优势（高频、高压、大功率）、主要参数及在逆变器、斩波电路中的核心应用（期末高频考点）。

可控整流电路

3.1 单相可控整流电路

考点：单相半控桥、全控桥整流电路的拓扑结构；电阻负载、电感性负载下的工作波形（输出电压 / 电流、晶闸管导通角控制）；输出电压平均值计算；续流二极管的作用。

3.2 三相可控整流电路

考点：三相半波、三相全控桥整流电路的拓扑；电感性负载下的导通规律（60° 换相间隔）、输出电压波形与平均值计算；α 角（导通角）对输出电压的影响（期末计算题重点）。

3.3 变压器漏感对整流电路的影响

考点：换相重叠角 γ 的产生原因；漏感对输出电压平均值的影响（电压降落）；换相过程中晶闸管的电流变化规律。

3.4 整流电路的有源逆变工作状态

考点：有源逆变的条件（直流侧存在反电动势、晶闸管导通角 α>90°）；逆变失败的原因（换相重叠角过大、触发脉冲丢失等）及防护；三相全控桥逆变电路的波形与应用（如电机能耗制动）。

逆变电路

4.1 换流方式

考点：换流的基本概念；四种换流方式（器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流）的原理、适用器件及电路类型（如电压型逆变电路常用器件换流）。

4.2 电压型逆变电路

考点：电压型逆变电路的拓扑（单相全桥、三相全桥）、工作原理（直流侧电容稳压，输出电压为方波或 PWM 波）；负载性质（电阻、电感、电机）对输出电流波形的影响；续流二极管的作用。

4.3 电流型逆变电路

考点：电流型逆变电路的拓扑（直流侧电感稳流）、工作原理（输出电流为方波）；与电压型逆变电路的区别（直流侧特性、负载适配性、保护方式）；应用场景（如中频感应加热）。

斩波电路

5.1 降压斩波电路（Buck 电路）

考点：拓扑结构（开关管、续流二极管、电感、电容）；工作原理（开关管导通时电感储能，关断时续流二极管续流）；输出电压平均值计算（Uo=D・Ui，D 为占空比）；电感电流连续 / 断续模式的判断（期末计算题重点）。

5.2 升压斩波电路（Boost 电路）

考点：拓扑结构（开关管、电感、二极管、电容）；工作原理（电感储能升压，二极管防止电容放电）；输出电压平均值计算（Uo=Ui/(1-D)）；占空比 D 的取值范围及电路应用（如光伏逆变器直流升压）。

5.3 升降压斩波电路和 Cuk 斩波电路

考点：升降压斩波电路（Buck-Boost）的拓扑与输出电压计算（Uo=-D・Ui/(1-D)，负号表示极性反转）；Cuk 斩波电路的拓扑特点（输入输出均有电感滤波，纹波小）及应用场景。

交流电力控制电路

6.1 交流调压电路

考点：单相交流调压电路（双向晶闸管或反并联晶闸管拓扑）；电阻负载、电感性负载下的工作原理（导通角控制输出电压有效值）；触发脉冲方式（宽脉冲、双脉冲）。

6.2 交流调功电路

考点：调功原理（通过控制周期内导通的周波数调节功率）；与交流调压电路的区别（控制对象为功率，而非瞬时电压）；应用场景（电阻炉加热控制）。

6.3 交交变频电路

考点：交交变频的基本原理（直接将工频交流变为低频交流，无中间直流环节）；单相、三相交交变频电路的拓扑；输出频率限制及应用（如低速大功率电机驱动）。

PWM 控制技术

核心考点：PWM（脉冲宽度调制）的基本原理（通过改变脉冲宽度调节输出电压 / 电流平均值）；常用 PWM 生成方法（正弦波脉宽调制 SPWM，重点掌握等腰三角波与正弦波比较的生成逻辑）；SPWM 波的谐波特性（低次谐波抑制，高次谐波易滤波）；PWM 控制在逆变电路、斩波电路中的应用（期末综合题高频考点，如基于 IGBT 的 SPWM 逆变器分析）。