電力電子是一個跨學科領域,整合了電氣、電子和控制工程學的原則,以調查電力轉換、控制和管理,電力電子學的主要目標是設計高效、緊湊和經濟的技術,在不同形式之間改造和管理電力能源。 鑒于可再生能源、電動車輛和智能電網技術的加速擴張,這個領域的重要性急劇上升。

Definition

電源電子處理使用基于半導體開關的電轉換器轉換和控制電力的問題。

電源轉換器有四大類:

DC/DC轉換器- 直線調控和轉換直升機

AC/DC轉換器- 調整電壓和電流,將空調轉換為DC的校正器

DC/AC轉換器- 產生可控大小和頻率的空調反轉器

AC/AC轉換器- AC頻率、階段、規模和功率轉換器,有的有,有的沒有中繼的DC鏈接

每個轉換器由基本電子部件組成,包括阻力器、電容器和感應器,以及二極管、胸腔和晶體管等半導體裝置。

電動電子系統的基本部件是電動電子系統的基本部件,使電路能處理和調節高功率電流。例如,單干線二極管具有令人印象深刻的能力,能夠將9千伏以上的電壓隔開到廣泛的溫度范圍。 另一方面,光纖能承受甚至更高的電壓,超過10千伏,同時能夠進行高達5千伏的電流。 電動晶管雖然在電壓處理方面不那么強大,但仍能達到6千伏和0.6千安的水平。

電極是電子電路中用于控制電流流動的電子部件,它們由硅或等半導體材料組成。二極具有特殊屬性,允許它們向一個方向(從陽極到陰極)進行電流,同時將電流堵在相反的方向上,這被稱為二極極的“恢復”行為,它使二極管可用于各種應用,例如將電流轉換成DC動力的校正電路、電壓調節、信號調制以及防止逆流流動的保護。二極管具有關鍵特性,例如低前方電流下降、快速轉換速度和高逆向分解電壓,這使它們適合各種電源電子應用。電極的前向偏偏偏偏行為幾乎是線性的,導致電流下降,與人類的抗力和電流成正比。這種直線性使得在操作期間能有效轉換,電流損失最小。 Diodes還展示了最短的反向恢復時間,使其能夠從前向迅速過渡到逆偏向偏向偏移,使其高頻應用。

以下是一些常見的二極管類型:

Zener 二極線:這些二極管設計在逆向分解區域運行,其終端有穩定而具體的電壓,通常用于電壓調節電路和超壓保護應用。

沙特基二極極:與標準硅二極管相比,這些二極管的前方電壓下降率較低,因此適合低功率和高效能很重要的應用,如開關-模式電源和高頻電路。

硅控制透化器(SCR):這些是四層半導體裝置,作為受控整變器,當門信號觸發時,允許流向一個方向。它們通常用于高功率應用,例如發動機控制和空調電源管制。

用于高電壓和高電流開關應用 高電壓和高電流開關

DIAC(交替當前電流代碼):這是一種雙向二極管,用于在電動電子器中觸發AC電路中的胸腔或三角形。它具有負阻力特性,通常用于dimmer電路、電動速度控制和AC電壓調節器等應用,以精確控制電量水平。

GTO(開關開關):一種用于電動電子設備,可被負門信號關閉,對電動驅動器和電轉換器等應用應用中的權力進行精確控制。

三合三合三:三合一是一種雙向胸腔,能夠控制當前雙向流動。它配備了三個終端:主終端 1 (MT1)、主終端 2 (MT2)和大門。它們被廣泛用于電動電子設備,用于控制電動電動電動電動,例如電動電路和電動速度控制。

通常被形容為α的胸腔施壓器的射線角度是用于胸腔施壓器的瞬時電壓與其開始施壓點之間的角,用來控制胸腔施壓器何時開啟并開始在AC電壓控制應用程序中進行電流。通過調整射擊角度,可以控制向負載輸送的平均電力,從而精確控制輸出電壓或電流。

Transistors

以下是一些常見的晶體管類型:

BJT,或雙極交匯晶體管通用電子組件,作為放大器或開關,有3個終端——收集器、基地和發射裝置,通過少數載體注射和晶體管操作操作,BJT具有多種功能,在放大器、數字邏輯電路、電壓調節器和發動機控制方面都有應用,有NPN和PNP類型,是現代電子產品的組成部分。

外地影響晶體管(FET)一種半導體裝置,有三個終端——排水、排放源和大門——通過對大門施壓調節排水和排放源之間的當前流動,最常見的FET類型是MOSFET(Metal-Oxide-Semitractor Feel-Effective Tristor),它有一個金屬門,用隔熱氧化物層隔開半導體;FET,特別是MOSFET,以高輸入阻力、低輸出阻力和快速切換速度的壓電控制裝置聞名,在數字電路、放大器和動力電子應用中廣泛使用。

縮略IGBT 商法研究所t 有三個終端:集電器、發射器和門。 IGBT 商法研究所作為電壓控制開關運作,類似于MOSFET,但具有高電流載荷能力和BJT低電壓投落。

高壓和當前評級。

低狀態電壓下降。

與MOSFETs相比,中速轉換速度。

IGBT 商法研究所廣泛用于汽車驅動器、電力供應和可再生能源系統等高功率應用。

電動電子系統的重要組成部分還包括電動電動電動器、電導器和過濾器;電動電動器用于能源儲存和電壓穩定;電動電動器作為磁能儲存和高頻噪音過濾器;變壓器促進空調電路電路的電壓水平調整,要么加速,要么逐步降低;過濾器用來消除電路的不良噪音和聲波。

電動電子裝置具有獨特的特點,適合具體應用,包括電壓和當前評級、切換速度、斷電和熱性能,電動電子工程師必須為特定應用認真選擇適當的電動電子裝置,以確保最佳性能和效率。

電源轉換

電源轉換能力將電力從一種形式轉換為另一種形式是電力電子的關鍵應用。 整變是電力轉換的一個主要組成部分,它將空調轉換為DC。

風力發電
校正器負責將風力渦輪機的可變頻率和可變電壓電力轉換成DC電力,隨后,使用多倍助推DC-DC轉換器提高DC電壓水平,并保持相對穩定,無論風速如何。這種連續的DC電壓隨后被轉換為AC電壓,使輸出電壓振動器與電網電壓振動器同步。同樣,在電動車輛中,電動電子器也被用來將DC電源從電池轉換成AC電動發動機電源。

機動控制系統
電動電子廣泛用于汽車控制系統,如工業自動化、機器人和發電系統,用于調節電動發動機的速度和節奏,從而提高效率和減少能源消耗。

照明系統
這個系統控制LED和感應負荷的亮度,如熒光燈,這樣可以降低能源消耗,提高照明效率。

此外,電子電力在計算機、移動設備和家用電器等各種電子消費品的運作中發揮著關鍵作用,它們負責調控電壓和現有電量,確保這些裝置安全有效地運轉。

Comparison of Power ELectronics with Traditional Electronics

電子電能因其管理高電壓的能力而與傳統電子設備不同,傳統電子設備集中處理和管制低電量信號和小電流,而電子電能則圍繞著電力從一種形式轉換為另一種形式。 這種轉換是通過使用電動晶體管、二極管和動脈管等電子部件來實現的。

電力電子產品和傳統電子產品之間的顯著區別在于其控制電力流通的方法,傳統電子產品通常使用連續信號,而電力電子產品則使用脈沖寬調制或調制頻率調制等技術來控制電路流的電量,從而能夠提高電力轉換的效率和加強對輸出力管制的控制。

Conclusion

電力電子在可再生能源、電動車輛、航空航天和工業自動化等各個領域越來越重要,在高效電力轉換和監管方面發揮著關鍵作用,從而形成更加可靠和高效的系統,隨著電力電子繼續發展,其重要性預計將在包括運輸、能源、電信和消費電子在內的各行業中擴大,通過促成高效和可靠的電力轉換和控制,電力電子正在推動不同領域的創新和進步,催化技術進步。
責任編輯：彭菁