文档介绍：一、绪论 1、高频化( MHz 水平): 提高性能、效率、功率密度,减小储能元件体积,便于装置小型轻便化,如变压器、电感、电容体积→Hz平方根成反比。高频化带来主要问题:开关元件功耗、开关应力问题;寄生分布参数影响及 EMI(Electro-ic Interference) 等问题。 2、《宽禁带半导体电力电子器件及应用》,陈治明、李守智编著,***出版社, 2009 年1月二、电力电子器件 1、概念: 工作在开关状态、用于功率转换的、电力半导体器件。 2、半导体:本征半导体中存在空穴和自由电子两种载流子, 并且两种载流子数量是相等的→这是半导体区别于金属导体的一个基本特点。空穴导电占优势的半导体称作 P(Positive) 型半导体,自由电子导电占优势的 N(Negative) 型半导体。 3、 PN结: 扩散与漂移运动在一定温度下达到动态平衡时,形成一个总量不变、稳定的由空间电荷构成的“空间电荷区”。在整个空间电荷区范围,正负电荷数量相等,整体保持电中性,称 PN结。常温下硅 PN结的 U0≈ 。在PN 结上外加正向电压 VF ,使扩散运动得到增强,在外电路作用下会形成稳定的、源源不断的扩散电流,若外加正向电压 VF 升高,则会进一步削弱内电场、增大扩散电流。故正向偏置的 PN 结呈现为一个很小的电阻,流过较大的正向电流。 PN 结电容主要由势垒电容和扩散电容组成。在 PN 结正偏状态下,当正向电压较低时,扩散运动较弱,扩散电容相对较小,势垒电容相对占主要成份。正向电压较高时,扩散运动加剧,扩散电容近似按指数规律上升,扩散电容则成为主要成份。PN结反偏时,扩散运动被强烈抑制,扩散电容很小,PN结电容则以势垒电容为主,如图所示。 4、各种电力电子器件相关内容: (1) 类型及特点; (2) 通、断过程机理; (3) 特性、主要性能参数及其意义; (4) 电路运行条件对器件性能或特性的影响; (5) 驱动及要求; (6) 使用保护( 电压保护、电流保护等)。第2章 AC/DC 变换(整流变换) 主要类型:相控、斩控( PWM 整流) 一、(传统)相控整流电路(调节?) 改变触发脉冲位置( 触发角),改变输出整流电压大小。单相半波可控整流电路、单相全波可控、单相桥式全控、单相桥式半控、三相桥式全控、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。相控(传统)整流的主要缺陷: 1、网侧功率因素低、谐波大相控整流电路功率因素: ??? cos ?(基波电流因子 I I 1??,?:触发角) ?↑——? cos ↓,?↓(谐波增加) ——?降低。 2、闭环系统难以实现快速调节 SCR 导通后失控,相邻两个转换点之间相隔:单相桥式电路 10ms, 三相桥式 , 时滞在 0~10ms() 之间随机分布; 为了抑制输出端纹波, 一般带有较大输出滤波电容电感→电路难以对扰动做出快速反应。二、 PWM 整流(调节占空比) 1、电路拓扑及工作原理注: Ls: 电路工作在 Boost 状态所需。 Lr、Cr: 滤除 i0中二次谐波。工作原理:假设 C0足够大,使得 u0≡U0。(1) i0>0,us>0( 电源电压正半周),D1、D4导通, uN= +U0; i0>0,us<0( 电源电压负半周),D2、D3导通, uN= -U0。此时 Ls释放能量,与