文档介绍: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。
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。
电力电子器件的概念和特征
1、概念:
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2、同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的一般特征:
能处理电功率的大小,即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。
实用中,电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。
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电
力
电
子
器
件
主
要
损
耗
通态损耗:
导通时器件上有一定的通态压降
断态损耗:
阻断时器件上有微小的断态漏电流流过
开关损耗:
开通损耗:在器件开通的转换过程中产生的损耗
关断损耗:在器件关断的转换过程中产生的损耗
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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。
应用电力电子器件的系统组成
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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:
电力电子器件的分类
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)
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。
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。
不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。
半控型器件
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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:
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
1) 电流驱动型
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:
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
1) 单极型器件
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
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电力二极管的主要参数
电力二极管的主要类型及典型应用
不可控器件—电力二极管
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1. 正向平均电流IF(AV)
额定电流——在指定的管壳温度(简称壳温,用TC表示)和散热条件下,其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
电力二极管的主要参数
2. 正向压降UF
指电力二极管在指定温度下,流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。
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3. 反向重复峰值电压URRM
指对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压
4. 浪涌电流IFSM
指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频周期的过电流。
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1. 普通二极管(General Purpose Diode)
又称整流二极管(Rectifier Diode)
多用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路中
其反向恢复时间较长,一般在5s以上,这在开关频率不高时并不重要。
正向电流定额和反向电压定额可以达到很高,分别可达数千安和数千伏以上。
电力二极管的主要类型及典型应用
分类:
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