电力电子技术
Power Electronics
电力电子技术 0-2
1 什么是电力电子技术
2 电力电子技术的发展史
3 电力电子技术的应用
4 教材内容简介和使用说明
绪 论
电力电子技术 0-3
1.1 电力电子与信息电子
1.2 两大分支
1.3 与其他学科的关系
1.4 地位和未来
1 什么是电力电子技术
电力电子技术 0-4
信息电子技术 —— 信息处理
电力电子技术 —— 电力变换
电子技术一般即指信息
电子技术，广义而言，也包
括电力电子技术。
模拟电子技术
电子技术
信息电子技术 电力电子技术
数字电子技术
电力电子技术 —— 使用电力电子
器件对电能进行变换和控制的技
术，即
应用于电力领域的电子技术。
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 mW级。
1.1 电力电子与信息电子
电力电子技术 0-5
变流技术（电力电子器件应用技术）
用电力电子器件构成电力变换电路和对其
进行控制的技术, 以及构成电力电子装置
和电力电子系统的技术 。
电力电子技术的核心, 理论基础是电路理论 。
1.2 两大分支
电力电子器件制造技术
电力电子技术的基础, 理论基础是半导体
物理 。
电力电子技术 0-6
电力 —— 交流和直流两种
从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池
得到的是直流。
电力变换四大类
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
表 1 电力变换的种类
进行电力变换的技术称为 变流技术。
逆变直流斩波直流
交流电力控制
变频、变相整流交流
交流直流输出输入
1.2 两大分支
变流技术
电力电子技术 0-7
电力电子学 (Power
Electronics)名称 60年代
出现。
1974年，美国的 W,
Newell用图 1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
电子学
电子学 电力学
控制
理论
连续、离散
图 1 描述电力电子学的倒三角形
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-8
都分为器件和应用两大分支。
器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。
应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相
同。
信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工
作在放大状态；
电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。
二者同根同源。
与电子学（信息电子学）的关系
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-9
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中
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、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一
个分支。
电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的
一个分支。
与电力学（电气工程）的关系
电力电子技术 0-10
控制理论广泛用于电力电子系统中。
电力电子技术是弱电控制强电的技术，
是弱电和强电的接口；
控制理论是这种接口的有力纽带。
电力电子装置是自动化技术的基础元件和
重要支撑技术。
与控制理论（自动化技术）的关系
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-11
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 。
计算机 人脑
电力电子技术 消化系统和循环系统
电力电子＋运动控制 肌肉和四肢
电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术,
能源是人类社会的永恒话题, 电能是最优质的能源,
因此, 电力电子技术将青春永驻 。
一门崭新的技术, 21世纪仍将以迅猛的速度发展 。
1.4 地位和未来
电力电子技术 0-12
电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
晶闸管问
世,(“公元
元年” )
IGBT及功率
集成器件出现
和发展时代
晶闸管时代水银（汞
弧）整流
器时代
电子管
问世
全控型器件迅
速发展时期
史前期
（黎明期）
1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年 )
晶体管诞生
2 电力电子技术的发展史
电力电子技术 0-13
一般工业：
交直流电机、电化学工业、冶金工业
交通运输：
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源：
为信息电子装置提供动力
家用电器：
,节能灯,,变频空调
其他：
UPS,航天飞行器、新能源、发电装置
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-14
轧钢机
数控机床
冶金工业
电解铝
1）一般工业
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-15
2） 交通运输
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-16
3） 电力系统
SVC高压直流装置 HVDC
柔性交流输电 FACTS
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-17
4） 电子装置用电源
程控交换机
电子装置
微型计算机
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-18
5）家用电器
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-19
6）其他
大型计算机的 UPS
航天技术
新型能源
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-20
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发
人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，
因此可以说，电力电子技术研究的也就是 电源技
术 。
电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大
型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大
的照明电源等方面，因此它也被称为是 节能技术 。
3 电力电子技术的应用
Power Electronics
电力电子技术 0-2
1 什么是电力电子技术
2 电力电子技术的发展史
3 电力电子技术的应用
4 教材内容简介和使用说明
绪 论
电力电子技术 0-3
1.1 电力电子与信息电子
1.2 两大分支
1.3 与其他学科的关系
1.4 地位和未来
1 什么是电力电子技术
电力电子技术 0-4
信息电子技术 —— 信息处理
电力电子技术 —— 电力变换
电子技术一般即指信息
电子技术，广义而言，也包
括电力电子技术。
模拟电子技术
电子技术
信息电子技术 电力电子技术
数字电子技术
电力电子技术 —— 使用电力电子
器件对电能进行变换和控制的技
术，即
应用于电力领域的电子技术。
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 mW级。
1.1 电力电子与信息电子
电力电子技术 0-5
变流技术（电力电子器件应用技术）
用电力电子器件构成电力变换电路和对其
进行控制的技术, 以及构成电力电子装置
和电力电子系统的技术 。
电力电子技术的核心, 理论基础是电路理论 。
1.2 两大分支
电力电子器件制造技术
电力电子技术的基础, 理论基础是半导体
物理 。
电力电子技术 0-6
电力 —— 交流和直流两种
从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池
得到的是直流。
电力变换四大类
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
表 1 电力变换的种类
进行电力变换的技术称为 变流技术。
逆变直流斩波直流
交流电力控制
变频、变相整流交流
交流直流输出输入
1.2 两大分支
变流技术
电力电子技术 0-7
电力电子学 (Power
Electronics)名称 60年代
出现。
1974年，美国的 W,
Newell用图 1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
电子学
电子学 电力学
控制
理论
连续、离散
图 1 描述电力电子学的倒三角形
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-8
都分为器件和应用两大分支。
器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。
应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相
同。
信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工
作在放大状态；
电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。
二者同根同源。
与电子学（信息电子学）的关系
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-9
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中
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、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一
个分支。
电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的
一个分支。
与电力学（电气工程）的关系
电力电子技术 0-10
控制理论广泛用于电力电子系统中。
电力电子技术是弱电控制强电的技术，
是弱电和强电的接口；
控制理论是这种接口的有力纽带。
电力电子装置是自动化技术的基础元件和
重要支撑技术。
与控制理论（自动化技术）的关系
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术 0-11
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 。
计算机 人脑
电力电子技术 消化系统和循环系统
电力电子＋运动控制 肌肉和四肢
电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术,
能源是人类社会的永恒话题, 电能是最优质的能源,
因此, 电力电子技术将青春永驻 。
一门崭新的技术, 21世纪仍将以迅猛的速度发展 。
1.4 地位和未来
电力电子技术 0-12
电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
晶闸管问
世,(“公元
元年” )
IGBT及功率
集成器件出现
和发展时代
晶闸管时代水银（汞
弧）整流
器时代
电子管
问世
全控型器件迅
速发展时期
史前期
（黎明期）
1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年 )
晶体管诞生
2 电力电子技术的发展史
电力电子技术 0-13
一般工业：
交直流电机、电化学工业、冶金工业
交通运输：
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源：
为信息电子装置提供动力
家用电器：
,节能灯,,变频空调
其他：
UPS,航天飞行器、新能源、发电装置
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-14
轧钢机
数控机床
冶金工业
电解铝
1）一般工业
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-15
2） 交通运输
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-16
3） 电力系统
SVC高压直流装置 HVDC
柔性交流输电 FACTS
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-17
4） 电子装置用电源
程控交换机
电子装置
微型计算机
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-18
5）家用电器
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-19
6）其他
大型计算机的 UPS
航天技术
新型能源
3 电力电子技术的应用
电力电子技术 0-20
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发
人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，
因此可以说，电力电子技术研究的也就是 电源技
术 。
电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大
型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大
的照明电源等方面，因此它也被称为是 节能技术 。
3 电力电子技术的应用
