电力电子器件及应用(.ppt

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1、电力电子技术PowerElectronics第2章电力电子器件及应用12345晶闸管可关断晶闸管（GTO）电力晶体管6电力电子器件基础电力电子器件的特点与分类功率二极管功率场效应晶体管7绝缘栅双极型晶体管8910其它新型电力电子器件电力电子器件的发展趋势电力电子器件应用共性问题11总结12第2章电力电子器件及应用2.1电力电子器件的特点和分类1．电力电子器件的特点电力电子器件（PowerElectronicDevice）是指能实现电能的变换或控制的电子器件。和信息系统中的电子器件相比，具有以下特点：目录2．1电力电子器件的特点与分类2．2电力电子器件基础2．3功率二极管2．

2、4晶闸管2．5可关断晶闸管（GTO）2．6电力晶体管2．7功率场效应晶体管2．8绝缘栅双极型晶体管*2．9其它新型电力电子器件2．10电力电子器件的发展趋势2．11电力电子器件应用共性问题小结1）具有较大的耗散功率2）工作在开关状态3）需要专门的驱动电路来控制4）需要缓冲和保护电路因为具有较高的导通电流、阻断电压和阻断时的漏电流。电路中主要的发热源。体积较大（散热），在使用时一般都要安装散热器，以限制因损耗造成的温升。为了降低工作损耗。关断时承受一定的电压，但基本无电流流过；导通时流过一定的电流，但只有很小的导通压降。电力电子器件工作时在开通和关断之间不断切换，其动态特性（

3、即开关特性）是器件的重要特性。电力电子器件处理的电功率较大，信息电子电路不能直接控制器件的工作状态，需要中间电路将控制信号放大，该放大电路就是驱动电路。电力电子器件开关过程中，电压和电流会发生急剧变化，为增强器件工作的可靠性，通常采用缓冲电路抑制电压和电流的变化率，降低器件的电应力；采用保护电路防止电压和电流超过器件的极限值■电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。电气隔离图2电力电子器件在实际应用中的系统组成2.电力电子器件的分类目录2．1电力电子器件的特点与分类2．2电力电子器件基础2．3功率二极管2．4晶闸管2．

4、5可关断晶闸管（GTO）2．6电力晶体管2．7功率场效应晶体管2．8绝缘栅双极型晶体管*2．9其它新型电力电子器件2．10电力电子器件的发展趋势2．11电力电子器件应用共性问题小结■按照能够被控制信号控制的程度◆不可控器件☞电力二极管（PowerDiode）☞不能用控制信号来控制其通断，由自身在电路中承受的电压和电流来决定。◆半控型器件☞主要是指晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件。☞通过控制信号能控制其导通，关断由其在主电路中承受的电压和电流决定的。◆全控型器件☞目前最常用的是门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、功率场效应管（PowerMOSFET

5、）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。☞通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。2.1电力电子器件的特点和分类2.1电力电子器件的特点和分类2．2．1PN结原理2.电力电子器件的分类目录2．1电力电子器件的特点与分类2．2电力电子器件基础2．3功率二极管2．4晶闸管2．5可关断晶闸管（GTO）2．6电力晶体管2．7功率场效应晶体管2．8绝缘栅双极型晶体管*2．9其它新型电力电子器件2．10电力电子器件的发展趋势2．11电力电子器件应用共性问题小结■按照驱动信号的性质◆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

6、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。■按照驱动信号的波形（电力二极管除外）◆脉冲触发型◆电平控制型☞通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。☞必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。2.1电力电子器件的特点和分类2．2．1PN结原理2.电力电子器件的分类目录2．1电力电子器件的特点与分类2．2电力电子器件基础2．3功率二极管2．4晶闸管2．5可关断晶闸管（GTO）2．6电力晶体管2．7功率场效应晶体管2．8绝缘栅双极型晶体管*2．9其它新型电力电子器件2

7、．10电力电子器件的发展趋势2．11电力电子器件应用共性问题小结■按照载流子参与导电的情况◆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。2.2电力电子器件基础目录2．1电力电子器件的特点与分类2．2电力电子器件基础2．3功率二极管2．4晶闸管2．5可关断晶闸管（GTO）2．6电力晶体管2．7功率场效应晶体管2．8绝缘栅双极型晶体管*2．9其它新型电力电子器件2．10电力电子器件的发展趋势2．11电力电子器件应用共