文档介绍：电力电子技术第3讲 2 电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 2 电力电子器件本章主要内容: ?电力电子器件概念、特点和分类?主要电力电子器件的工作原理、基本特性和主要参数(基本特性中的动态特性将在第7章讲解) ?学时:6 电力电子器件是电力电子电路(变流技术)的基础哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 电力电子器件概述 1)概念: 电力电子器件( Power Electronic Device ) ——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( Main Power Circuit ) ——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(***弧整流器、闸流管) 半导体器件(采用的主要材料硅) 电力电子器件主要指半导体功率开关器件半导体功率开关与普通半导体器件有何区别? 哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 3)同处理信息的电子器件相比的一般特征: 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。电力电子器件构成的主电路在电力电子系统中的位置? 哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 2. 电力电子系统的组成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 V 1 V 2 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电气隔离控制电路电力电子系统: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。哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 3. 电力电子器件的分类半控型器件(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(Power Diode) ——不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。按照器件能够被控制的程度,分为以下三类: 电流驱动型——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。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: 从发展历程上看:首先开发了二极管,之后是晶闸管和晶体管系列器件。哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 电力二极管整流二极管及模块?电力二极管结构和原理简单,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。哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 1. 电力二极管的工作原理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。电力二极管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号如何使器件开通和关断? 哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育利用仿真软件( MATLAB ) 测试器件开关特性二极管特性测试模型二极管的基本特征: 单向导电性即:承受正向电压则开通,承受反向电压则关断要掌握具体的开关特性需学****器件的基本特性? 哈尔滨工业大学远程教育文件: 电力电子技术 电力电子技术电力电子器件(1) 哈尔滨工业大学远程教育 2. 电力二极管的基本特性伏安特性(器件两端电压与流过器件电流的关系曲线) 门槛电压U TO ,正向电流I F 开始明显增加所对应的电压。与I F对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降 U F 。承受反向电压时,只有微小而数值恒定的反向漏电流。 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包括静态特性和动态特性等静态特性主要指伏安特性; 动态特性指开通和关断过程的特性。电力二极管的伏安特性 I O I