电力电子技术-第二章 电力电子器件..

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1、电力电子技术-第二章电力电子器件2.12.2第二章电力电子器件电子技术（模拟电子电路和数字电子电路）*电力电子技术就是实现电能的变换和控制*一般电路分为一次电路和二次电路，一次电路是主电路，二次电路是控制电路，电力电子器件通常在一次电路/主电路中。*电真空器件：晶闸管问世前的水银整流器（汞弧整流器）都属于此类→基本淘汰了半导体器件：现在使用的，基本都是半导体器件，所以通常把电力电子器件也叫电力半导体器件。（如手机里的芯片，也是用硅制作的集成电路）*信息电路的电子器件，能处理各种不同的信息，能放大、变换，但处理电功率的能力都不大，流过的电流，承受的电压

2、都比较小，主要用来处理信息（微弱的信号），而一般电力电子器件，处理电功率的能力远大于信息的电子器件。*处理信息的电子器件，有很多器件在模拟电路中，可能工作在放大状态，而电力电子器件，一般都是开关状态，若放大状态，管子承受的电压比较高，电流比较大，损耗比较大，发热会损坏。所以，一般要么电压高，电流很小；要么电流大，而通态压降低，损耗不会太大。*电力电子器件一般都有一个门极或控制极，通过信息电路来控制。（电力电子器件的驱动，需要控制电路来控制，所以。。。。。）*电力电子器件即使不工作在放大状态，损耗相对来说也比较大，会发热，所以要安装散热器，防止器件烧坏

3、。（书P11）1损耗的组成：?通态损耗：管子处于导通时的损耗，管子有管压降，流过比较大的电流，例：100A的电流流过管子，有1V的管压降，100W的损耗就会发热，就要安装散热器。?断态损耗：断开时的损耗，理想情况下，断开时，应该是没有电流流过，没有损耗，但实际上，存在漏电流，漏电流一般比较小，所以断态损耗所占比例比较小。（任何情况下，所占比重都不大）?开关损耗：开通或关断过程中的损耗，任何电力电子开关，开通或断开都不是瞬时完成，有一个过程，例：从断到通，电压从高到低，电流从小到大，在这个过程中，电流和电压都不高也不低，两个想乘，数值也不小，所以开关损

4、耗的功率比较大，时间非常短。①开通损耗（断→通）和关断损耗（通→断）的损耗不一样。②一般来说，这个损耗功率不小，但如果次数不多（开关频率比较低时），总的损耗也可能不大。例如，开关频率为50HZ（比较低的频率，每个周期通断的频率小），即使开关过程中单位时间的损耗不小，但由于次数少，所以开关损耗所占比例并不大。但如果电力电子器件工作频率比较高（几十、几百KHZ），则每个周期通断次数多。总结：开关损耗与管子工作频率关系密切，若频率高，开关损耗占比重大（可能比通态损耗比重还大），若频率低，开关损耗可以忽略不计。电力电子系统中，器件处于一个什么样的位置一个电力

5、电子系统，并不是仅仅是几个管子组成，是由控制电路、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。（主电路也不仅仅只有电力电子器件，可能还有电感、电容等其他元件）主电路：两个管子（IGBT）、电感、电容。控制电路：由信息电子电路组成，按照系统的工作要求形成控制信号。通过驱动电路，控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，完成功能。（书）有时需要检测电路，要通过控制实现相应功能，必须要有检测，否则不知道是否达到要求，类似于反馈。看图：检测电路把信息传达给控制电路，控制电路根据检测的情况，产生控制开通或关断的信号，通过驱动电路，驱动主电路/负载。保护

6、电路：使电力电子器件和整个系统能可靠工作。一旦出现问题，不会损坏附加的电路电气隔离：主电路一般是高压的（几百伏，上千伏），而控制电路一般只有几伏，检测、保护、驱动电路都在二次这边，驱动电路是连接主电路和控制电路的，所以必须要进行隔离，否则高电压回到低电压那边去，导致短路。/控制电路的元器件承受不了高压，所以要隔离。（强电、弱电必须隔离，若混在一起，危险）隔离一般有光电隔离、磁隔离等。2控制电路有时也把检测、保护、驱动电路包括进去，主要是左侧的控制电路。?半控型器件：一半可以控制。这类器件主要是指晶闸管（Thyristor），它是通过门极的控制，能使它

7、导通，不能使它关断。（没有只能控制关断，不能控制导通的）——（本书主要讲的）?全控型器件：代表器件IGBT、MOSFET。即可控制导通又能控制关断。——（现在流行）?不可控器件：代表器件电力二极管（PowerDiode），只有两个电极，不能用控制信号来控制，不需要控制电路、驱动电路，加正向电压就通，加负向电压就断。——（下节就讲，现在几乎不用）按照被控制程度分成三类，按驱动方式、器件名称等方法也可由其他分类。不能驱动的不考虑，如二极管，不能有控制电路、驱动电路驱动。电流驱动型——例如，晶闸管、GTO抽取电流可使其关断。电压驱动型——例如GTR电流驱动

8、型的电流怎么来的？也是通过加电压得到的电流，一般的电压比较容易，电容是通过加电压得到的。本质上都是电压控制/