科普篇：揭秘电力电子技术如何实现电能的变换和控制

生活中常用的电力有交流（AC）和直流（DC）两种。交流电主要从公用电网中获得，直流电主要从蓄电池或干电池中获得。然而，从这些电源中获得的电力往往不能直接满足用电需求，需要利用电力电子拓扑进行电力变换。

你可能知道电力变换分为交流变直流（AC-DC）、直流变交流（DC-AC）、直流变直流（DC-DC）以及交流变交流（AC-AC）四类。那么，它们之间到底是如何变换的呢？

上篇我们对电力电子的常见应用场景进行了简单介绍，本文接着来揭秘电力电子技术如何实现电能的变换和控制。为了能让大家更清楚直观地理解，下文森木磊石将对电力变换类型进行介绍，并针对常用电力变换电路的工作原理进行分析。

一、交流-直流变换

交流-直流变换又称为整流。整流电路按输入交流的相数可分为单相整流与多相整流；按照构成器件可分为全控整流、半控整流以及不控整流；按电路结构可分为桥式整流与零式整流。常用的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路以及倍压整流电路。其基本的电路结构如图1所示。

以单相桥式整流电路为例对整流电路的工作原理进行分析。单相桥式整流电路由四个整流器件构成，VT1与VT4构成一组桥臂，VT2与VT3构成另一组桥臂。

0-t1：VT1、VT4串联承受正向电压但并未接收到触发脉冲，晶闸管均不导通，输出电压为0；

t1-t2：t1时刻给VT1、VT4施加触发脉冲，VT1、VT4导通，电流经VT1-R-VT4流动；

t2-t3：t2时刻u2反向，VT1和VT4关断，VT2和VT3串联承受正向电压，但并未接收到触发脉冲，晶闸管均不导通；

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