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电力电子器件256662PPT课件.pptx

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电力电子器件256662PPT课件.pptx

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电力电子器件256662PPT课件.pptx

文档介绍

文档介绍:MOS控制晶闸管MCT
MCT(MOS Controlled Thyristor)——MOSFET与晶闸管的复合
MCT结合了二者的优点:
MOSFET的高输入阻抗、低驱动功率、快速的开关过程
晶闸管的高电压大电流、低导通压降
一个MCT器件由数以万计的MCT元组成,每个元的组成为:一个PNPN晶闸管,一个控制该晶闸管开通的MOSFET,和一个控制该晶闸管关断的MOSFET
MCT曾一度被认为是一种最有发展前途的电力电子器件。因此,20世纪80年代以来一度成为研究的热点。但经过十多年的努力,其关键技术问题没有大的突破,电压和电流容量都远未达到预期的数值,未能投入实际应用

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静电感应晶体管SIT
SIT(Static Induction Transistor)——1970年,结型场效应晶体管
小功率SIT器件的横向导电结构改为垂直导电结构,即可制成大功率的SIT器件
多子导电的器件,工作频率与电力MOSFET相当,甚至更高,功率容量更大,因而适用于高频大功率场合
在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等领域获得应用
缺点:
栅极不加信号时导通,加负偏压时关断,称为正常导通型器件,使用不太方便
通态电阻较大,通态损耗也大,因而还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用

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静电感应晶闸管SITH
SITH(Static Induction Thyristor)——1972年,在SIT的漏极层上附加一层与漏极层导电类型不同的发射极层而得到,因其工作原理与SIT类似,门极和阳极电压均能通过电场控制阳极电流,因此SITH又被称为场控晶闸管(Field Controlled Thyristor——FCT)
 比SIT多了一个具有少子注入功能的PN结, SITH是两种载流子导电的双极型器件,具有电导调制效应,通态压降低、通流能力强。其很多特性与GTO类似,但开关速度比GTO高得多,是大容量的快速器件
 SITH一般也是正常导通型,但也有正常关断型。此外,其制造工艺比GTO复杂得多,电流关断增益较小,因而其应用范围还有待拓展

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集成门极换流晶闸管IGCT
IGCT(Integrated Gate-Commutated Thyristor),也称GCT(Gate-Commutated Thyristor),20世纪90年代后期出现,结合了IGBT与GTO的优点,容量与GTO相当,开关速度快10倍,且可省去GTO庞大而复杂的缓冲电路,只不过所需的驱动功率仍很大
目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争,试图最终取代GTO在大功率场合的位置

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功率模块与功率集成电路
20世纪80年代中后期开始,模块化趋势,将多个器件封装在一个模块中,称为功率模块
可缩小装置体积,降低成本,提高可靠性
对工作频率高的电路,可大大减小线路电感,从而简化对保护和缓冲电路的要求
将器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上,称为功率集成电路(Power Integrated Circuit——PIC)

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功率模块与功率集成电路
类似功率集成电路的还有许多名称,但实际上各有侧重
高压集成电路(High Voltage IC——HVIC)一般指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成
智能功率集成电路(Smart Power IC——SPIC)一般指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成
智能功率模块(Intelligent Power Module——IPM)则专指IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路的单片集成,也称智能IGBT(Intelligent IGBT)

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功率模块与功率集成电路
功率集成电路的主要技术难点:高低压电路之间的绝缘问题以及温升和散热的处理
以前功率集成电路的开发和研究主要在中小功率应用场合
智能功率模块在一定程度上回避了上述两个难点,最近几年获得了迅速发展
功率集成电路实现了电能和信息的集成,成为机电一体化的理想接口

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电力电子器件器件的驱动
电力电子器件驱动电路概述
晶闸管的触发电路
典型全控型器件的驱动电路
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电力电子器件驱动电路概述
驱动电路——主电路与控制电路之间的接口
使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩