电力电子技术第2章电力电子器

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1、第二章电力电子器件Chapter1PowerElectronicDevices1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、主要参数以及选择和使用中应注意的问题电力二极管晶闸管全控型器件了解各种器件的结构和工作原理重点掌握各种器件的动态特性、主要参数以及如何选择电子技术的基础———电子器件：晶体管和集成电路电力电子电路的基础———电力电子器件22.1电力电子器件概述Introductoryoverviewofpowerelectronicdevies3The

2、conceptofpowerelectronicdevices电力电子器件：用于处理电能的主电路中实现电能的变换或控制的器件。Powerelectronicdevicesaretheelectronicdevicesthatcanbedirectlyusedinthepowerprocessingcircuitstoconvertorcontrolelectricpower.4Theconceptofpowerelectronicdevices电力电子器件Powerelectronicdevic

3、es电真空器件Vacuumdevices汞弧整流器Mercuryarcrectifier闸流管thyratron,etc.Seldominusetoday半导体器件SemiconductordevicesmajorpowerelectronicdevicesVeryoften:Powerelectronicdevices=PowersemiconductordevicesMajormaterialusedinpowersemiconductordevices——Silicon5电力电子器件的特征

4、Featuresofpowerelectronicdevices电力电子器件直接用于处理电能，有特征：处理功率能力远大于处理信息类器件处理功率的能力，可从毫瓦级到兆瓦级；工作在开关状态——处理功率大，减小本身的损耗；需信息电子电路控制，中间加驱动放大电路；器件损耗大，器件设计和封装方面必须考虑散热，工作时还必须考虑散热器。6理想电力电子开关开关处于关断状态Off-state时能承受高的端电压，并且漏电流为零。开关处于导通状态On-state时能流过大电流，且端电压（导通压降）为零。导通、关断切换

5、时所需开关时间为零。小信号也能导通、关断，对信号的延迟时间为零。反复开关不老化。7电力电子器件的损耗通态损耗是器件功率损耗的主要成因。器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。主要损耗通态损耗on-stateloss断态损耗off-stateloss开关损耗Switchingloss关断损耗turn-offloss开通损耗turn-onlossPowerlossesonpowersemiconductordevices8应用电力电子器件的系统组成电力电子系统：由控制电路(con

6、trolcircuit)、驱动电路(drivecircuit)、保护电路(protectioncircuit)和以电力电子器件为核心的主电路(powercircuit)组成。图1-1电力电子器件在实际应用中的系统组成在主电路和控制电路中附加一些电路，以保证电力电子器件和整个系统正常可靠运行控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2保护电路电气隔离Electricisolation控制电路9电力电子器件的分类按照电力电子器件的开关控制能力分不可控器件(Uncontrollabledevice)半控

7、型器件(Half-controllabledevice)全控型器件(Fully-controllabledevice)Classificationofpowerelectronicdevices10不可控器件(Uncontrollabledevice)不能用控制信号来控制通断，不需驱动电路。两个端子，器件通断由它在主电路中承受的电压和电流决定。单向导电。典型器件：功率二极管（PowerDiode）。onlytwoterminalsandcannotbecontrolledbycontrolsig

8、nal.Theonandoffstatesofthedevicearedeterminedbythepowercircuit.11半控型器件(Half-controllabledevice)可控制器件开通但不能控制关断，控制端在器件导通后失去控制能力，即无法通过控制端来关断器件，器件关断决定于外部条件，即器件在主电路中承受的电压和电流。Half-controlleddeviceisturned-onbyacontrolsignalandturned-offbythepowercircuit三端器