电力电子技术研究内容及变换器类型

由电力电子技术的定义可以看出，电力电子技术的研究内容有两个方面：一是研究各种半导体电力电子开关器件的结构、工作原理和特性；二是研究电能变换及其控制技术。具体来说，电力电子技术的研究内容是，采用半导体电力电子开关器件和辅助元件（L、C）组成开关型电力电子电路，再根据需要配备必要的控制器，组成电力电子变换器（见图0-2），用来实现对电能的变换与控制，以达到使电能更好地满足各种不同用电设备的要求。

图0-2 电力电子变换器系统

目前，电力电子技术的重点研究内容：一是研究半导体电力电子开关器件的高频化、大容量化、高效化；二是研究电能变换与控制的新技术，特别是研究提高电能变换效率的新技术。

电力电子变换器可以按电能输入、输出的变换形式来划分，有四种基本类型：

1.交流-直流（AC-DC）变换器

交流-直流变换一般称为整流，完成交流-直流变换的电力电子装置称为整流器（Recti fier）。交流-直流变换器常应用于直流电动机调速、蓄电池充电、电镀、电解以及其他直流电源等。

2.直流-交流（DC-AC）变换器(www.xing528.com)

直流-交流变换一般称为逆变，这是与整流相反的变换形式，完成直流-交流变换的电力电子装置称为逆变器（Inverter）。当逆变器的交流输出与电网相连时，称这种直流-交流变换为有源逆变；当逆变器的交流输出与电动机等无源负载连接时，称这种直流-交流变换为无源逆变。有源逆变实际上是整流器的逆运行状态，把电能回馈给电网，如直流调速四象限运行中的直流电能回馈到电网；无源逆变主要用于交流调速、恒频恒压（CFCV）电源、不间断供电电源（UPS）以及中频感应加热电源等。

3.交流-交流（AC-AC）变换器

交流-交流变换主要有交流调压和交-交变频两种基本形式。其中，交流调压只调节交流电压而频率不变，常应用于调温、调光、交流电动机的调压调速等场合；交-交变频则是频率和电压均可调节，完成交-交变频的电力电子装置也称为周波变换器（Cycloconverter），主要用于大功率交流变频调速等场合。

4.直流-直流（DC-DC）变换器

直流-直流变换主要完成直流电压幅值和极性的调节与变换，包括升压、降压和升-降压变换等。采用脉宽调制（PWM）技术实现直流-直流变换的电力电子装置一般称为斩波器（Chopper）。直流-直流变换常应用于开关电源、电动汽车、电池管理、升降压直流变换器等。

此外，根据实际应用需要，以基本电力电子变换器进行不同的组合，形成复合型多级组合电力电子变换器。为降低开关损耗，在电力电子电路中采取一些措施，如改变电路结构和控制策略，可获得新型变换器，如软开关变换器。