电力电子器件及电力二极管.pptx

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1、电力电子器件电力电子器件概述电力电子器件的特征电力电子器件系统组成电力电子器件分类21、电力电子器件的特征3一般特征（与信息处理器件比较）表现在以下几个方面：1)电力电子器件所能处理电功率的大小。2)电力电子器件一般工作于开关状态。3)电力电子器件需要由信息电子电路控制。4)由于耗散功率大，在器件封装时需考虑散热设计及工作时外部需安装散热器。42、电力电子应用系统组成电力电子应用系统或变流电路：以电力半导体器件为核心，通过不同的电路拓扑和控制方式来实现对电能的转换和控制，。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。图1-3电力电子应用系统或变流电路5控制电路通过检测电路按系统

2、的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的通或断，来完成整个系统的功能。主电路和控制电路连接的路径上，一般需要进行电气隔离，通过其它手段如光、磁等来传递信号。主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行。3电力电子器件分类66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：1）半可控器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipolarTransistor——IGBT）电力场效应晶体管（PowerMOSFET）门极可关断晶闸管（GTO）、巨型晶体管GTR3）不控型器件电力二极管（PowerDiode）常见的有大功

3、率二极管、快速恢复二极管及肖特基二极管。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2）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。7按电力电子器件的驱动性质可以将器件分为电压型和电流型器件。1、电流型器件必须有足够的驱动电流才能使器件导通，因而一般情况下需要较大的驱动功率，这类器件有SCR、GTR、GTO等。2、电压型器件的导通只需要有足够的电压和很小的驱动电

4、流，因而电压型器件只需很小的驱动功率，这类器件有IGBT、MOSFET、MCT等。按驱动信号类型脉冲触发电平触发8电力二极管9什么是电力二极管电力二极管与普通二级管的区别电力二极管的特性电力二级管的主要参数电力二级管的主要类型电力二极管的型号及选择101什么是电力二极管以半导体PN结为基础由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的额定电流≥1安培，用于整流工作的二极管。从外形上看，主要有螺栓型和平板型两种封装112电力二极管与普通二级管的区别正向导通时要流过很大的电流，其电流密度较大，因而额外载流子的注入水平较高，电导调制效应不能忽略引线和焊接电阻的压降等都有明显的影响承受的电流变化率

5、di/dt较大，因而其引线和器件自身的电感效应也会有较大影响为了提高反向耐压，其掺杂浓度低也造成正向压降较大123电力二极管的特性伏安特性开关特性133.1伏安特性143.2开关特性电路二极管在电力电子电路中作为一个开关器件，在正向偏置时呈低阻状态，近似于短路；在反向偏置时，呈高阻状态，反向电流很小，近似于开路。开关特性——因结电容的存在，二极管工作状态之间的转换必然有一个过渡过程，此过程中的电压—电流特性是随时间变化的，反映了通态和断态之间的转换过程，其特性称为开关特性，153.2开关特性PN结构成的二极管在正向导通时，PN结中存储大量的电荷。当电路使二极管换向时，导通时存储的电荷必须全

6、部被抽出，或被中和掉。电荷被抽出的过程就是形成了反向恢复电流。16关断特性3.2开关特性电力二极管的正向压降先出现一个过冲UFP，经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值（如2V）。这一动态过程时间被称为正向恢复时间tfr17开通特性3.2开关特性二极管从低阻转变成高阻或从高阻转变成低阻并不是瞬时完成的，这些转变都要经历一定的过程。二极管从高阻的反向阻断状态转变成低阻的正向导通称为正向恢复，从正向导通转变为反向阻断称为反向恢复。184电力二级管的主要参数19额定正向平均电流——在指定的管壳温（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。（1）额定正向平均电流

7、IF(AV)最大工频正弦半波电流的平均值20电力二级管电流IF(AV)21可求出正弦半波电流的波形系数:定义某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波形系数，用Kf表示：额定电流的选择有效值正向平均电流是按照电流的发热效应来定义的，因此使用时应按有效值相等的原则来选取电流定额，并应留有一定的裕量。22指器件能重复施加的反向最高峰值电压（额定电压）此电压通常为击穿电压UＢ的2/3。使用时，往往按照电路中功率二极管可能