自问自答《电力电子技术》

一入电气深似海！

实际工作中，电力电子装置控制系统的分析与设计，电路拓扑的分析必不可少。为了更好地巩固理论知识，笔者决心边学习边总结，记录从基本概念到实际应用的全景过程。

参考资料为上科大傅旻帆(Minfan Fu)老师^[1]电力电子本研课程。致谢！

Q1.如何实现降压？

一切从需求出发。假设有一个场景：要求输出直流电压小于输入直流电压，输出电流在一定范围，应该如何实现？

电力电子装置本质也可以视为一个嵌入式控制系统。由于功率器件目前还不能大规模小型化、存在高压回路和低压回路等领域特点，所以将控制电路分为主电路和控制电路。专业说法也将被控对象分为一次电气和二次电气。

基本的控制框架，如图1所示，存在输入采样，数据计算，闭环控制，控制输出，人机交互等典型控制系统功能模块。在本场景中，首先需要根据需求去明确DC/DC的电路拓扑，才能进一步进行控制器设计。

Q2.采用哪种功率变换电路拓扑最好？

电路拓扑种类繁多，但都是由基本电器元件组成。从控制角度来看，常见基本电器元件可以分为不可控器件电阻、电感、电容、二极管、变压器（Transformer）；半控器件晶闸管（Thyristor）；全控器件绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）、电力场效应晶体管（Metal-oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）、门极可关断晶闸管（Gate Turn Off Thyristor，GTO）。

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