家庭装修图片,淄博 网站seo优化,wordpress linux 静态,wordpress 跳转 代理什么是电力电子 在日常生活中#xff0c;电能变换的需求无处不在。比如给手机充电#xff0c;充电器从插座220V交流电取电并转换为手机电池所需的5V或者其他幅度的直流电输送给手机#xff0c;这就完成了最简单的AC-DC电能转换。除此之外#xff0c;还有空调、电视、新能源…什么是电力电子 在日常生活中电能变换的需求无处不在。比如给手机充电充电器从插座220V交流电取电并转换为手机电池所需的5V或者其他幅度的直流电输送给手机这就完成了最简单的AC-DC电能转换。除此之外还有空调、电视、新能源车等更多电能变换的需求。强烈的电能变换需求催生了电力电子电力电子是一门电能高效变换以及控制的学科。 什么是电力电子学? 电力电子历史悠久。电子管的诞生可以追溯到1904年晶体管也是在1947年就问世了。电力电子元年被认定为1957年也就是半控制型晶闸管出现的年份晶闸管的出现让电力变换更方便人为可控。 常见的PWM技术引入于1961年IGBT的量产在1988年宽禁带半导体出现在1991年直到今天更多的新型半导体和半导体测试方案在不断问世比如“双脉冲测试”。 电力电子学是一门交叉学科它包含了电子学、电力学和控制理论电气工程三大学科。 其中电子学是物理学的一门分支学科专门研究电子、电子装置、电子电路等课题利用包括有源器件(例如真空管、二极管、三极管、集成电路)和与之相关的无源器件等电子元件来构成电路的互连技术。 电力学是以探讨大电流(强电)高功率的电路为主的科学其主要基础是建构在工程数学、电路学、电子学及电磁学。电力领域分成电力系统及电力电子等领域并大量地应用于发电、供电、输电、配电、电能转换、电力使用及电力转换器等相关技术。电力学的组成包括电力电子器件(半导体器件)、电力电子变换器、电力电子系统动力学、电力电子可靠性分析。对于电力电子的测试测量很多时候就是解决可靠性问题。 控制理论一般的目的是借由控制器的动作让系统稳定也就是系统维持在设定值而且不会在设定值附近晃动。设定值一般维持不变的控制称为调节设定值快速变化要求跟踪速度加速度等的控制称为伺服。 电力电子学的几个方面
电子电子器件 电子电子器件包括常见的电阻、电容、二极管、MOSFET、IGBT等。如下图可知不同的功率器件所对应的应用不同。比如IGBT频率范围在几百Hz~几十kHz功率范围在几kW~几百kW多用于汽车、UPS、机器人、电焊等场景。 而MOSFET频率范围更高是十kHz~几百kHz但是功率范围更低一些在几W~几kW常见的应用场景是汽车、开关电源、音视频设备等。 电力电子变换器 电力电子应用的重点也是测试测量的重中之重。常见的变换器有AC-DC整流器、DC-DC变压器、DC-AC逆变器、AC-AC变换器(包含AC-DC-AC)
AC-DC变换器随处可见比如我们手边的手机充电器、笔记本充电器。DC-DC变换器多见于电源板消费类终端等比如我们手边的充电宝电脑主板上的DC-DC降压电源。DC-AC逆变器近年火热比如耳熟能详的光伏、储能等。AC-AC变换器常见形式有变压器和变频器。 电力电子材料 电子电子涉及的材料很多比如近年来最热门的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。两种材料和IGBT、MOSFET等有根本的区别。 举个例子如果IGBT和MOSFET相当于耳环和戒指那么SiC和GaN就相当于黄金和铂金一个是器件,一个是材料。 那么SiC和GaN又有何区别呢首先两者的晶体结构不同如下图 更易懂的是两者的应用是不同的。从下图可知SiC的频率范围是几十几百Hz~几百kHz,功率范围是几kw~10Mw多用于新能源汽车、动车、电网、工业机车等应用而GaN的频率范围更高为几十kHz~几MHz功率范围更低为几w~几十kw应用场景多为手机充电器、显示屏、小功率电源等。 电力电子的典型测量项目和测试设备 电力电子的典型测量项包括功耗/效率/待机功率、电压和电流波形分析、纹波/噪声、电流/瞬态响应、启动/关闭序列、PWM调制分析、EMC/谐波分析等。 在测量方面的挑战包括在多个信号通道上的浮地测量、越来越快的上升/下降沿带来的高带宽需求与EMC问题、大共模电压下的小电压测量、不同要求下的不同电压水平测量与电流测量等等。 总体来讲电的生命周期可分为生成、存储、传输、转换、消耗等阶段。各阶段可能用到的测试设备如下所示 生成阶段常见的生成方式有水力发电、火力发电、核电、风光发电等常用的测试设备有电源、电子负载、手持仪表等。 存储阶段常见的短时储能方式有锂离子电池储能、铅蓄电池储能、超级电容储能等常见的长时储能方式有抽水储能、氢储能、压缩空气储能等常用的测试设备有电源、电子负载、示波器、手持仪表等。 转换阶段常见的有AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC等常用的测试设备有示波器、电源、电子负载、功率分析仪、LCR表。 消耗阶段消耗方式和各种不同的用电设备有关常见的测试设备有示波器、电源、功率分析仪。 总结 电力电子是一门电能高效变换以及控制的学科。电力电子学是一门包含了电子学、电力学和控制理论电气工程的交叉学科。
