《电力电子器件》ppt课件

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1、2.1电力电子器件概述2.2不可控器件——电力二极管2.3半控型器件——晶闸管2.4典型全控型器件2.5其他新型电力电子器件2.6功率集成电路与集成电力电子模块本章小结第2章电力电子器件引言■模拟和数字电子电路的基础——晶体管和集成电路等电子器件电力电子电路的基础——电力电子器件■本章主要内容：◆电力电子器件的概念、特点和分类◆常用电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数◆选择和使用中应注意的一些问题。22.1电力电子器件概述2.1.1电力电子器件的概念和特征2.1.2应用电力电子器件的系统组成2.1.3电力电子器件的分类2.1.4本章内容和学习要点32.1.1电力电子器件的概念和特征■电

2、力电子器件的概念◆电力电子器件（PowerElectronicDevice）是指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：在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。☞广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类，目前往往专指电力半导体器件。4■电力电子器件的特征◆电功率-----承受电压和电流的能力---最重要的参数。◆开关状态-----减小本身的损耗，提高效率。◆驱动电路-----由信息电子电路来控制。◆功率损耗-----远大于信息电子器件----安装散热器。2.1.1电力电子器件的概念和特征5通态损耗断态损耗开关损耗开通损耗关断损耗☞

3、电力电子器件的功率损耗大小？？？2.1.1电力电子器件的概念和特征☞通态损耗：是电力电子器件功率损耗的主要成因。☞开关损耗：当器件的开关频率较高时，会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。6■系统构成---控制电路；驱动电路；主电路图2-1电力电子器件在实际应用中的系统组成2.1.2系统组成电气隔离72.1.3电力电子器件的分类■按照能够被控制电路信号所控制的程度分类◆半控型器件☞晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件。☞关断完全是由其承受的电压和电流决定的。◆全控型器件☞目前最常用的是IGBT和PowerMOSFET。☞控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。◆不可控器件☞

4、电力二极管（PowerDiode）☞不能用控制信号来控制其通断。8■按照驱动信号的性质分类◆电流驱动型☞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。2.1.3电力电子器件的分类◆电压驱动型☞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。9■按照载流子参与导电的情况分类◆单极型器件☞由一种载流子参与导电。◆双极型器件☞由电子和空穴两种载流子参与导电。◆复合型器件☞由单极型器件和双极型器件集成混合而成，也称混合型器件。2.1.3电力电子器件的分类102.1.4本章内容和学习要点■本章内容◆介绍各种电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意

5、的一些问题。■学习要点◆最重要的是掌握其基本特性。◆掌握电力电子器件的型号命名法，以及其参数和特性曲线的使用方法。◆了解电力电子器件的半导体物理结构和基本工作原理。◆了解某些主电路中对其它电路元件的特殊要求。112.2不可控器件—电力二极管2.2.1PN结与电力二极管的工作原理2.2.2电力二极管的基本特性2.2.3电力二极管的主要参数2.2.4电力二极管的主要类型122.2电力二极管·引言■电力二极管（PowerDiode）自20世纪50年代初期就获得应用，但其结构和原理简单，工作可靠，直到现在电力二极管仍然大量应用于许多电气设备当中。■在采用全控型器件的电路中电力二极管往往是不可缺少的，

6、特别是开通和关断速度很快的快恢复二极管和肖特基二极管，具有不可替代的地位。整流二极管及模块13AKAKa)IKAPNJb)c)AK2.2.1电力二极管的工作原理■电力二极管----一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。■从外形上看，可以有螺栓型、平板型等多种封装。图2-2a)外形b)基本结构c)电气图形符号142.2.1电力二极管的工作原理■二极管的基本原理——PN结的单向导电性◆当PN结外加正向电压（正向偏置）时，在外电路上则形成自P区流入而从N区流出的电流，称为正向电流IF，这就是PN结的正向导通状态。◆当PN结外加反向电压时（反向偏置）时，反向偏置的PN结表现为高阻态，几乎没有

7、电流流过，被称为反向截止状态。152.2.1电力二极管的工作原理◆PN结----反向耐压能力：但当施加的反向电压过大，反向电流将会急剧增大，破坏PN结反向偏置为截止的工作状态，这就叫反向击穿。☞按照机理不同有雪崩击穿和齐纳击穿两种形式。☞反向击穿发生时，采取了措施将反向电流限制在一定范围内，PN结仍可恢复原来的状态。☞否则PN结因过热而烧毁，这就是热击穿。162.2.1电力二极管的工作原理■PN结的电容效应◆