文档介绍：天津冶金职业技术学院
教案( 首页)
学年:2006~2007 学期:第二学期
课次
3
课
时
2
班级
电气05-1、2
电气05-3、4
电子05-1、2
周次
2
日期
课题
第1章电力电子器件基本模型电力二极管晶闸管
教学
目的
了解电力电子器件的发展、分类与应用,理解和掌握晶闸管、电力二极管的工作原理、电气特性和主要参数。
课型
面授■多媒体■机房□实验□实习□课程设计□
教
学
重
点
电力电子器件原理、性能上的不同,各自应用的场合。
教
学
难
点
电力电子器件的工作原理。
实
践
环
节
多媒体
作
业
1—1~4
教研室主任意见:
同意该计划。
通过认识器件了解及工作原理和应用。
签字:刘沂
日期:
天津冶金职业技术学院
教师授课教案
第1章、电力电子器件
电力电子器件的基本模型
电力二极管
晶闸管
可关断晶闸管
电力晶体管
电力场效应晶体管
绝缘栅双极型晶体管
其它新型电力电子器件
电力电子器件的驱动与保护
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第1章、电力电子器件
电力电子器件的基本模型
定义:电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电
力电子器件(Power Electronic Device)。
基本模型与特性-
一、基本模型:
,
它有三个电极,其中A和B代表开关的两个主电极,K是控制开关通断的
控制极。
它只工作在“通态”和“断态”两种情况:通态时其电阻为零,
断态时其电阻无穷大。
电力电子器件的理想开关模型
二、基本特性
(1)电力电子器件一般都工作在开关状态。
(2)电力电子器件的开关状态由外电路(驱动电路)来控制。
(3)在工作中器件的功率损耗(通态、断态、开关损耗)很大。为保证
器件温度过高而损坏,在其工作时一般都要安装散热器。
电力电子器件的分类
一、按器件的开关控制特性可以分为以下三类
①不可控器件:如:电力二极管(Power Diode);
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②半控型器件:如:晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件。
③全控型器件:如:门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor )、
功率场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated-Gate
Bipolar Transistor)等。
二、电力电子器件按控制信号的性质不同又可分为两种:
①电流控制型器件:
如:晶闸管、门极可关断晶闸管、功率晶体管、IGCT等;
②电压控制半导体器件:
如:代表性器件为MOSFET和IGBT。
电力二极管
电力二极管及其工作原理
一、电力二极管:
1、电力二极管(Power Diode)也称为半导体整流器,简称SR。
属不可控电力电子器件,是20世纪最早获得应用的电力电子器件。
2、在中、高频整流和逆变以及低压高频整流的场合发挥着积极的
作用,具有不可替代的地位。
二、PN结与电力二极管工作原理:
基本结构和工作原理与二极管一样。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。
、结构和电气图形符号
a)外形 b)结构 c)电气符号
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从外形上看,主要有螺栓型和平板型两种。
1、当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压),正向
电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。
2、与正向电流IF对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降。
电力二极管的伏安特性曲线
一、电力二极管的开关特性
1 定义:反映通态和断态之间的转换过程(关断过程、开通过程)。
开通特性:电力二极管由零偏置转换为正向偏置的通态过程。
关断特性:电力二极管由正向偏置的通态转换为反向偏置的断态过程。
电力二极管开过程中电压、电流波形
延迟时间: ()
电流下降时间: ()
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反向恢复时间: ()
二、电力二极管的主要类型:
普通二极管:普通二极管又称整流管,多用于开关频率在1kHz
以下的整流电路中,其反向恢复时间在5μs以上,额定电流达数千安,额
定电压达数千伏