根据电能转换的种类,电力电子电路主要可分为如下四种类型:
(1)交流一直流变换器:将频率为f1的交流电压v1变换为频率f2=0的直流电压v2,又称为整流器。主要用于充电、电镀、电解和直流调速等领域,目前采用自关断器件的高频整流器其功率因数可接近1,正在逐步取代传统的相控整流器。
(2)直流一交流变换器:将频率为f1=0的直流电压v1变换为频率关f2≠0的交流电压v2,又称为逆变器。逆变器的输出可以是恒频,如恒压恒频(CVCF)电源和不间断电源(UPS);也可以是变频,如变压变频(VVVF)电源、高频感应加热、电焊机电源、有功功率电源调节器和交流电动机的变频调速等。输出波形控制技术、高频链技术及软开关技术是当前逆变器发展中的研究热点。
(3)直流一直流变换器:将频率为f1=0的直流电压v1变换为频率f2≠0的直流电压v2,又称为直流斩波器。主要用于直流电压变换器、开关电源和电车、地铁、矿车、搬运车等的直流电动机调速。近年来发展的谐振和准谐振DC-DC变换器能显著减小功率器件
的开关损耗和开关应力,大大提高开关电源的工作频率和功率密度,适应了其向高效率、小型化和低噪声发展的要求。
(4)交流一交流变换器:将频率为f1≠0的交流电压v1变换为频率f2≠0的直流电压v2,其中,对交流电压幅值进行变换的装置称为交流斩波器;频率发生变化的称为周波变换器或变频器。AC-AC变换器目前主要用于调温、调光及低速大容量交流调速系统。基于PWM理论的矩阵变换器(Matrix Converter),能在保持功率因数1的条件下直接进行大频率范围的交流电能变换,但是控制比较复杂。
所有的电力电子装置都可以归纳为以上几种电能变换形式中的一种或几种,而每一种电能变换形式都有一种或多种用来实现它的主电路拓朴。利用以上四种基本变换可以组合成许多复合型电力电子变换器,满足各种实际变换电路的具体性能指标要求。比如将1和2两类变换器先后串连(AC/DC-DC/AC),可复合成有中间直流环节的交流一交流变换器(AC-DC-AC);将2和1两类变换器先后串连(DC/AC-AC/DC),可复合成有中间交流环节的直流一直流间接变换器(DC-AC-DC)。