电力电子器件54323 ppt课件.ppt

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1、第一章电力电子器件第一节电力电子器件概述第二节不可控器件——二极管第三节半控型器件——晶闸管第四节典型全控型器件第五节其他新型电力电子器件第六节电力电子器件的驱动第七节电力电子器件的保护第八节电力电子器件的串联和并联使用本章小结及作业1龙岩学院物理与机电学院电气教研组电子技术的基础电力电子电路的基础电力电子器件本章主要内容：概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题。介绍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问题。第一章电力电子器件·引言电子器件：晶体管和集成电路一.电力电子器件的概念和特征

2、二.应用电力电子器件的系统组成三.电力电子器件的分类四.本章内容和学习要点第一节电力电子器件概述1.概念:电力电子器件（PowerElectronicDevice）——可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。主电路（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.分类:电真空器件(汞弧整流器、闸流管)半导体器件(采用的主要材料硅）一.电力电子器件的概念和特征电力电子器件能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子器件。电力电子器件一般都工作在开关状态。电力

3、电子器件往往需要由信息电子电路来控制。电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。一.电力电子器件的概念和特征3.同处理信息的电子器件相比的一般特征：通态损耗是器件功率损耗的主要成因。器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。主要损耗通态损耗断态损耗开关损耗关断损耗开通损耗一.电力电子器件的概念和特征电力电子器件的损耗电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。图1-1电力电子器件在实际应用中的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2

4、保护电路在主电路和控制电路中附加一些电路，以保证电力电子器件和整个系统正常可靠运行二.应用电力电子器件系统组成电气隔离控制电路半控型器件（Thyristor）——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。全控型器件（IGBT,MOSFET)——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。不可控器件(PowerDiode)——不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路。三.电力电子器件的分类按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：三.电力电子器件的分类电流驱动型——通过从控制端注入或者抽出电流来实

5、现导通或者关断的控制。电压驱动型——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。按照驱动电路信号的性质，分为两类：本章内容:介绍各种器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意的一些问题。集中讲述电力电子器件的驱动、保护和串、并联使用这三个问题。学习要点:最重要的是掌握其基本特性。掌握电力电子器件的型号命名法，以及其参数和特性曲线的使用方法。可能会主电路的其它电路元件有特殊的要求。四.本章学习内容与学习要点一.PN结与电力二极管的工作原理二.电力二极管的基本特性三.电力二极管的主

6、要参数四.电力二极管的主要类型第二节不可控器件—电力二极管PowerDiode结构和原理简单，工作可靠，自20世纪50年代初期就获得应用。快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。第二节不可控器件—电力二极管·引言整流二极管及模块基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样。由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。从外形上看，主要有螺栓型和平板型两种封装。图1-2电力二极管的外形、结构和电气图形符号a)外形b)结构c)电气图形符号一.PN结与电力二极管的

7、工作原理0状态参数正向导通反向截止反向击穿电流正向大几乎为零反向大电压维持1V反向大反向大阻态低阻态高阻态——二极管的基本原理就在于PN结的单向导电性这一主要特征。PN结的反向击穿（两种形式)雪崩击穿齐纳击穿均可能导致热击穿一.PN结与电力二极管的工作原理PN结的状态主要指其伏安特性门槛电压UTO，正向电流IF开始明显增加所对应的电压。与IF对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降UF。承受反向电压时，只有微小而数值恒定的反向漏电流。图1-4电力二极管的伏安特性二.电力二极管的基本特性1.静态特性正向导通反向击穿反向

8、截止状态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）。正向恢复时间tfr。电流上升率越大，UFP越高。UFPuiiFuFtfrt02V图1-5(b)开通过程二.电力二极管的基本特性开通过程：关断过程（加反向电压UR）须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力，进入截止状态。关断之前有较大的反向电