文档介绍：第一章绪论 1、电力电子技术: 使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术; 目前所用的电力电子器件均由半导体制成,故也称电力半导体器件。分为电力电子器件制造技术和交流技术。 2 、电力变换通常分为四大类,即交流变直流( AC-DC ) (整流) ,直流变交流( DC- AC) (逆变), 直流变直流( DC-DC ) ,交流变交流( AC-AC )。 3 、电力电子技术的发展史(书 P4) 电力电子的诞生是以 1957 年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管(半控)为标志的。半控(相控) ——全控(斩控, PWM ) 第二章电力电子器件 1 、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。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。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) 按照器件能够被控制的程度,分为以下三类: 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。 2 、不可控器件——电力二极管 Power Diode - 主要参数(书 P17 ) - 电力二极管的主要类型:普通二极管(整流二极管) 快恢复二极管(快速二极管)、肖特基二极管(肖特基势垒二极管) 3 、半控型器件——晶闸管(书 P20 ) - 晶闸管( Thyristor ) :晶体闸流管,可控硅整流器( Silicon Controlled Rectifier —— SCR ) - 晶闸管的导通: 注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致 a1+a2 趋近于 1 的话, 流过晶闸管的电流 IA ,将趋近于无穷大,实现饱和导通。 IA 实际由外电路决定。其他几种可能导通的情况:阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应阳极电压上升率 du/dt 过高结温较高光触发——光控晶闸管( LightTriggered Thyristor —— LTT )。- 晶闸管的关断: 要使晶闸管关断, 必须去掉阳极所加的正向电压, 或者给阳极施加反压, 或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值一下,晶闸管才能关断。* 如何半控? ——对晶闸管的驱动过程更多的是称为触发, 产生注入门极的触发电流的电路称为门极触发电路。正是由于通过其门极只能控制其开通,不能控制其关断,晶闸管才被称为半控型器件。- 晶闸管正常工作时的特性总结如下: (详见书 P21 ) 承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用。要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。- 晶闸管的主要参数(书 P23 ) 4 、全控型器件——门极可关断晶闸管( Gate-Turn-Off Thyristor — GTO ) (书 P26 ) 可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。 5、全控型器件——电力晶体管( Giant Transistor —— GTR , 直译为巨型晶体管)。是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管( BipolarJunction Transistor —— BJT ) (书 P28 ) 与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。 6 、全控型器件——电力场效应晶体管(分为结型和绝缘栅型) 通常主要指绝缘栅型中的 MOS 型( Metal OxideSemiconductor FET ) ,简称电力 MOSFET ( Power MOSFET ) 电力 MOSFET 的工作原理: 截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。–P 基区与 N 漂移区之间形成的 PN结 J1 反偏,漏源极之间无电流流过。导电:在栅源极间加正电压 UGS –当 UGS 大于 UT 时, P 型半导体反型成 N 型而成为反型层,该反型层形成 N 沟道而使 PN结J1 消失,漏极和源极导电。工作特性和基本参数(书 P31-33 ) 7 、全控型器件——绝缘栅双极晶体管( Insulated-gate Bipolar Transistor —— IGBT 或 IGT ) - 三端器件:栅极 G 、集电极 C 和发射极 E -IGBT 的原理: 驱动原理与电力 MOSFET 基本相同,场控器件,通断由栅射极电压 uGE