《CH2变流电路基础》PPT课件

《《CH2变流电路基础》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代电源技术第二章常用电源电路及其控制技术2.1电力电子器件电源技术是电力电子技术的应用电力电子器件是电力电子技术的基础电力电子器件的概念和特征（1）能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数（2）工作在开关状态，又称为电力电子开关（3）需驱动电路（4）讲究散热设计，安装散热器2器件的功率损耗：通态损耗、断态损耗、开关损耗、驱动损耗pu,iuitt通态损耗开关损耗断态损耗iuibub驱动损耗3电力电子器件的分类按被控制性能分：(1)不可控器件(2)半控型器件(3)全控型器件4按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信

2、号的性质，分为两类：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。实际上是通过电场来改变流过器件的电流大小和通断状态，所以又称为场控器件，或场效应器件5按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类：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——由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件6常见的几种电力电子器件电力二极管晶闸管电力晶体管电力场效应晶体管绝缘栅双极

3、晶体管7电力二极管与PN结PN结的单向导电性PN结的反向击穿当反向电压增加到一定电压时，反向电流急剧增大iu雪崩击穿是电力半导体器件中最常见的击穿现象。PN结能够承受的电压有限分为雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿三种。雪崩击穿和齐纳击穿可恢复8PN结的电容效应：PN结的空间电荷区就是一个平板电容器，其电荷量在外加电压变化时发生相同的变化，呈现电容效应，称之为结电容。结电容影响PN结的工作频率，特别是在高速开关状态时结电容可能与电路的杂散电感引起高频振荡，影响电路的正常工作。使用时应加以注意。9晶闸管门极触发：为了节省驱动功率，驱动信号通

4、常采用脉冲信号----触发脉冲AGKIA导电性能：可控的单向导电开关元件晶闸管是最早的器件，仍然是应用最广的器件之一10晶闸管工作电压、电流高，功率大，使用中应注意的问题：阳极电压上升率du/dt过高阳极电流上升率di/dt过高结温较高保护11电力晶体管GTR特点：耐压高、通流能力强；电流驱动型器件，驱动功率大。BECBECBECNPN型PNP型单管GTR达林顿GTR12电力晶体管GTR驱动电路的要求:驱动电路对GTR的工作有很大的影响。GTR导通时，正向注入的基极电流应能保证GTR在最大负载下维持饱和导通，电流的上升率应充分大，

5、以减少开通时间；开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和深饱和区(2)关断时反向注入的电流峰值及下降率应充分大，以减少关断时间；13(3)关断后，应在基射极之间加一定幅值（6V左右）的负偏压，使GTR可靠关断，防止二次击穿。理想的GTR基极驱动电流波形:tib14GTR的二次击穿现象与安全工作区一次击穿集电极电压升高至击穿电压时，Ic迅速增大，出现雪崩击穿只要Ic不超过限度，GTR一般不会损坏，工作特性也不变15二次击穿一次击穿发生时Ic增大到某个临界点时会突然急剧上升，并伴随电压的陡然下降导致器件的永久损坏1

6、6安全工作区（SafeOperatingArea——SOA）最高电压UceM、集电极最大电流IcM、最大耗散功率PcM、二次击穿临界线（二次击穿功率Psb=UsbIsb）限定IcuCEibub17电力场效应晶体管PowerMOSFET导电特性：P转N型沟道N沟道MOSFET模型结构导电沟道的形成与栅极电压UGS有关MOSFET是沟道导电器件栅源之间的绝缘层很薄，UGS>20V将导致绝缘层击穿。漏极源极门极18MOSFET的特点：驱动电路简单，需要的驱动功率小开关速度快，工作频率高电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10k

7、W的电力电子装置常常将MOSFET并联使用19功率MOSFET漏源极之间有寄生二极管，漏源极间加反向电压时器件导通GSD功率MOSFET无反向阻断能力GSD20MOSFET极间电容GDCGDCGSSCDS极间电容的等效电路：输入电容：Cin=CGS+CGD21MOSFET的驱动电路栅源间、栅射间有数千皮法的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小使MOSFET开通的驱动电压一般10~15V，使IGBT开通的驱动电压一般15~20V关断时施加一定幅值的负驱动电压（一般取-5~-15V）有利于减小关断时间和关断损耗22绝缘栅双

8、极晶体管IGBT（Insulated-gateBipolarTransistor）GTR和MOSFET复合，结合二者优点，具有好的特性1986年投入市场后，取代了GTR和一部分MOSFET的市场,中小功率电力电子设备的主导器件E23IGBT对驱动电