电力电子器件.ppt

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1、1电力电子器件21电力电子器件概述2不可控器件——电力二极管3半控型器件——晶闸管4典型全控型器件5其他新型电力电子器件6电力电子器件的驱动7电力电子器件的保护8电力电子器件的串联和并联使用本章小结31电力电子器件概述1电力电子器件的概念和特征2应用电力电子器件的系统组成3电力电子器件的分类4本张内容和学习要点41电力电子器件的概念和特征概念主电路（PowerCircuit）在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变化或控制任务的电路。电力电子器件（PowerElectronicDevice)直接用于处理电能主电路中，实现电能的变换或

2、控制的电子器件。2.分类电真空器件（汞弧整流器、闸流管等，已逐步被半导体器件取代）半导体器件（目前所指电力电子器件，采用材料任然是硅）5电力电子器件是功率半导体器件（金属电导率106mhos-cm-1，良绝缘体10-15mhos-cm-1）。1）电力电子器件所能处理电功率的大小，是其最重要的参数。其处理电功率的能力一般远大于处理信息的电子器件。2）电力电子器件因处理电功率较大，为了减小本身的损耗、提高效率，一般都工作在开关状态。3）电力电子器件在实际应用中往往由信息电子电路来控制。信息电子电路是电力电子器件的驱动电路。4）电力电子器

3、件尽管工作在开关状态，但是自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，为了保证不至于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上考虑散热设计，而且在其工作时一般都还需要设计安装散热器。3.特征61电力电子器件概述1电力电子器件的概念和特征2应用电力电子器件的系统组成3电力电子器件的分类4本张内容和学习要点72应用电力电子器件的系统组成图1-1电力电子器件在实际应用中的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2电力电子电路电力电子电路—电力电子系统由控制电路、驱动电路、电力电子器件为核心的主电路组成8导通主电路中电力电

4、子器件关断检测电路、驱动电路以外的电路控制电路由信息电路组成控制电路主电路电力电子系统检测电路检测主电路或应用现场信号通过驱动电路控制9主电路驱动电路检测电路控制信号电气隔离电气隔离电气隔离电气隔离电气隔离保护电路保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行10图1-1电力电子器件在实际应用中的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2主电路端子之间信号导通关断电力电子器件控制端主电流端子（公共端）——驱动电路和主电路，是主电路电流流出电力电子器件的端子111电力电子器件概述1电力电子器件的概念和特征2应用电力电子器件的系

5、统组成3电力电子器件的分类4本张内容和学习要点123电力电子器件的分类按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的度分为以下三类半控型器件全控型器件通过控制信号可控制其导通而不能控制其关断｛晶闸管及其派生器件关断主电路电流电压通过控制信号即可控制其导通又能控制其关断｛绝缘栅双极晶体管电力效应晶体管门极可关断晶体管自关断器件门极可关断晶体管处理兆瓦级大功率电能13不能用控制信号控制其通断，不需要驱动电路电力二极管不控型器件主电路｛通断电流电压只有两个端子2.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分为两类电流驱动型电压驱

6、动型控制端通断注入电流抽出电流电压信号公共端控制端143.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单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件151电力电子器件概述1电力电子器件的概念和特征2应用电力电子器件的系统组成3电力电子器件的分类4本张内容和学习要点164本章内容和学习要点电力电子器件选择、使用时注意的问题工作原理基本特征主要参数电力电子器件掌握基本特征型号命名法参数特征曲线17电力电子器件1电力电子器件概述2不可控器件—

7、—电力二极管3半控型器件——晶闸管4典型全控型器件5其他新型电力电子器件6电力电子器件的驱动7电力电子器件的保护8电力电子器件的串联和并联使用本章小结182不可控器件——电力二极管逐步取代结构和原理简单工作可靠现在仍大量应用于许多电气设备电力二极管（半导体整流器）20世纪50年初获得应汞弧整流器应用快恢复二极管肖特基二极管中、高频电流逆变低压高频电流192不可控器件——电力二极管2.1PN结与电力二极管的工作原理2.2电力二极管的基本特性2.3电力二极管的主要参数2.4电力二极管的主要类型202.1PN结与电力二极管的工作原理以半导

8、体PN结为基础，由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成，外形上看，主要有螺栓型和平板型两种封装，基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样。图1-2电力二极管的外形、结构和电气图形符号a)外形b)结构c)电气图形符号21N型