文档介绍：第一章
电力电子器件
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Power Electronics
引言
本章主要内容:
1、简要概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题;
2、介绍各种常用电力电子器件的基本结构、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。
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第一章 电力电子器件
电力电子器件概述
不可控器件——电力二极管
半控型器件——晶闸管
典型全控型器件
其他新型电力电子器件
电力电子器件的驱动
电力电子器件的保护
电力电子器件的串联和并联使用
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电力电子器件概述
电力电子器件的概念和特征
应用电力电子器件的系统组成
电力电子器件的分类
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电力电子器件的概念和特征
1、概念
电力电子器件(power electronic device)——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。
2、分类(广义上)
电真空器件(***弧整流器、闸流管等电真空器件)
半导体器件(采用的主要材料仍然是硅)
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电力电子器件的概念和特征
33、电力电子器件的一般特征:
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。
实际应用中,电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。
为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,不仅在器件封装上讲究散热设计,在其工作时一般都要安装散热器。
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电力电子器件的概念和特征
对某些器件来讲,驱动电路向其注入的功率也是造成器件发热的原因之一;
通常电力电子器件的断态漏电流极小,因而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,开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素;
关断损耗:在器件关断的转换过程中产生的损耗
开关损耗:
开通损耗:在器件开通的转换过程中产生的损耗
通态损耗:
断态损耗:
导通时器件上有一定的通态压降
阻断时器件上有微小的断态漏电流流过
主
要
损
耗
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应用电力电子器件的系统组成
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
控
制
电
路
检测
电路
驱动
电路
R
L
主电路
V
1
V
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图1-1 电力电子器件在实际应用中的系统组成
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电力电子器件的分类
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:
半控型器件
绝缘栅双极晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor——IGBT)
电力场效应晶体管(电力MOSFET)
门极可关断晶闸管(GTO)
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。
不可控器件
电力二极管(Power Diode)
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。
不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。
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按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:
1) 电流驱动型
1) 单极型器件
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
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
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
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
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:
电力电子器件的分类
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