文档介绍:电力电子器件概述
电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的基本类型
电力电子器件的模块化与集成化
电力电子器件的应用领域
第一页,共100页。
电力电子器件的概念和特征
主电路(Power Circuit) 在电气设备或电力系统中,直接承担电能的变化或控制任务的电路。
电力电子器件(Power Electronic Device) 直接用于处理电能的主电路中,以开关方式实现电能的变换或控制的电子器件。
第二页,共100页。
电力电子器件是功率半导体器件。
1)电力电子器件所能处理电功率的大小,是其最重要的
参数。其处理电功率的能力一般远大于处理信息的电
子器件。
2)电力电子器件因处理电功率较大,为了减小本身的损
耗、提高效率,一般都工作在开关状态。
3)电力电子器件在实际应用中往往由信息电子电路来控
制。信息电子电路是电力电子器件的驱动电路。
4)电力电子器件尽管工作在开关状态,但是自身的功率
损耗通常仍远大于信息电子器件,为了保证不至于因
损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,不仅在器
件封装上考虑散热设计,而且在其工作时一般都还需
要设计安装散热器。
2 .特征
第三页,共100页。
电力电子器件的基本类型
半控型器件
全控型器件
通过控制信号可控制
其导通而不能控制其关断
{
晶闸管
及其派生器件
关 断
主
电
路
电
流
电
压
通过控制信号即可控制
其导通又能控制其关断
{
绝缘栅双极晶体管
电力场效应晶体管
门极可关断晶闸管
自关断器件
门极可关断晶闸管
处理兆瓦级
大功率电能
第四页,共100页。
不能用控制信号控制
其通断,不需要驱动电路
电力二极管
不控型器件
主
电
路
{
通 断
电
流
电
压
只有两个端子
2. 按照驱动电路加在电力电子器件上驱动信号的性质
电流驱动型
电压驱动型
控
制
端
通 断
注
入
电
流
抽
出
电
流
电压信号
公
共
端
控
制
端
第五页,共100页。
单极型器件
由一种载流子参与导电的器件
双极型器件
由电子和空穴两种载流子参与导电的器件
复合型器件
单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件
第六页,共100页。
电力电子器件的模块化与集成化
电力电子器件 最初是单管结构、分立器件
电力电子设备 电力电子器件及其散热器、驱动、保护等电路
结构松散、体积大、可靠性差、成本高
电力电子器件的模块化与集成化 结构紧凑、体积小、可靠性高、成本低
第七页,共100页。
功率模块
由若干功率开关器件与快速二极管组合而成
单片集成式模块
功率器件、驱动、保护等电路集成于一个硅片
智能功率模块
将具有驱动、自保护、自诊断功能的集成芯片
再度与电力电子器件集成
第八页,共100页。
表1-1 电力电子器件
类 型
名称
中文名称
英文名称
分立
器件
不可控器件
电力二极管
Power Diode
半控型器件
晶闸管(可控硅)
Thyristor (SCR)
全
控
型
器
件
电流控制器件
电力晶体管(双极型晶体管)
GTR (BJT)
门极可关断晶闸管
GTO
电压控制器件
电力场效应晶体管
Power MOSFET
绝缘栅双极型晶体管
IGBT
场控晶闸管
MCT
静电感应晶体管
SIT
静电感应晶闸管
SITH
集成模块
功率模块
Power Module
单片集成模块
System on a Chip
智能功率模块
IPM
第九页,共100页。
电力电子器件概述
电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的基本类型
电力电子器件的模块化与集成化
电力电子器件的应用领域
第十页,共100页。