第2章电力电子器件

《第2章电力电子器件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章电力电子器件2.1电力电子器件概述2.2不可控器件——电力二极管2.3半控型器件——晶闸管2.4典型全控型器件2.5其他新型电力电子器件电力电子器件的概念、特点和分类等问题。各种常用电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意的一些问题。2.1.1电力电子器件的概念和特征2.1.2应用电力电子器件的系统组成2.1.3电力电子器件的分类2.1电力电子器件的概述电力电子器件（powerelectronicdevice）——可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。主电

2、路（mainpowercircuit）——电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。2.1.1电力电子器件的概念和特征1、概念：2、同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征：能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数。电力电子器件一般都工作在开关状态。实用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。电力电子器件主要损耗通态损耗：导通时器件上有一定的通态压降断态损耗：阻断时器件上有微小的断态漏电流流过开关损耗：开通损耗：在器件开通的转换过程中产生的损耗关断损耗：在器件关

3、断的转换过程中产生的损耗电力电子系统：由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。2.1.2应用电力电子器件的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类：2.1.3电力电子器件的分类绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipolarTransistor——IGBT）电力场效应晶体管（电力MOSFET）门极可关断晶闸管（GTO）不可控器件电力二极管（PowerDiode）只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决

4、定的。通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件。晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定全控型器件通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路。半控型器件按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质，分为两类：2)电压驱动型通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制1)电流驱动型仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制按照器件内部电子和空穴两种载流子参

5、与导电的情况分为三类：2)双极型器件3)复合型器件由一种载流子参与导电的器件1)单极型器件由电子和空穴两种载流子参与导电的器件由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件2.2.3电力二极管的主要参数2.2.4电力二极管的主要类型及典型应用2.2不可控器件—电力二极管1.正向平均电流IF(AV)额定电流——在指定的管壳温度（简称壳温，用TC表示）和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。2.2.3电力二极管的主要参数2.正向压降UF指电力二极管在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压

6、降。3.反向重复峰值电压URRM指对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压4.浪涌电流IFSM指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频周期的过电流。1.普通二极管（GeneralPurposeDiode）又称整流二极管（RectifierDiode）多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中其反向恢复时间较长，一般在5s以上，这在开关频率不高时并不重要。正向电流定额和反向电压定额可以达到很高，分别可达数千安和数千伏以上。2.2.4电力二极管的主要类型及典型应用分类：2.快恢复二极管（FastRec

7、overyDiode——FRD）恢复过程很短特别是反向恢复过程很短（5s以下）的二极管，也简称快速二极管.3.肖特基二极管反向恢复时间很短（10~40ns）正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高二极管的典型应用2.3半控器件—晶闸管2.3.1晶闸管的结构与工作原理2.3.2晶闸管的基本特性2.3.3晶闸管的主要参数2.3.4晶闸管的派生器件晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（Si

8、liconControlledRectifier——SCR）1956年美国贝尔实验室（BellLab）发明了晶闸管;1957年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管产品;1958年商业化;开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代;20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代;能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位.2.3.1晶闸管的结构与工作原理晶闸管的外