第二章电力电子器件ppt课件.ppt

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1、杨淑英合肥工业大学电气与自动化工程学院电力电子技术PowerElectronicTechnology第2章电力电子器件本章主要内容1、电力电子器件的特点与分类3、电力二极管（SR）4、晶闸管（SCR）5、门极可关断晶闸管（GTO）6、电力晶体管（GTR）7、电力场效应晶体管（MOSFET）8、绝缘栅双极晶体管（IGBT）9、其他新型电力电子器件10、电力电子器件的的发展趋势11、电力电子器件应用共性问题2、电力电子器件基础2.1电力电子器件的特点与分类2.1.1电力电子器件的特点2.1.2电力电子器件的分类电力电子器件（PowerElectronicDevice）—可直接用于处理

2、电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。2.1.1电力电子器件的特点主电路（MainPowerCircuit）—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。2.1.1电力电子器件的特点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。两类中，自20世纪50年代以来，真空管（VacuumValve）仅在频率很高（如微波）的大功率高频电源中还在使用，而电力半导体器件已取代了汞弧整流器、闸流管等电真空器件，成为绝对主力。因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅(锗、硒、灰锡、金刚石等单元素材料；砷化镓、碳化硅等化合物

3、）。2.1.1电力电子器件的特点2.1.1电力电子器件的特点同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征：1）具有较大的耗散功率处理功率较大，具有较高的导通电流和阻断电压器件自身的非理想性（导通电阻、阻断漏电流等）一般都需要安装散热器2.1.1电力电子器件的特点电力电子器件一般都工作在开关状态导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定阻断时（断态）阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定电力电子器件的动态特性（开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题。作电路分析时，为简单起见往往用

4、理想开关来代替有时将其称之为电力电子开关或电力半导体开关。2.1.1电力电子器件的特点电力电子器件往往需要专门的驱动电路来控制在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行适当放大，这就是电力电子器件的驱动电路(DrivingCircuit）2.1.1电力电子器件的特点4）电力电子器件往往需要缓冲和保护电路2.1.1电力电子器件的特点电力电子器件的过压、过流能力较弱开关过程中电压、电流会发生急剧变化，为了增强可靠性通常需要缓冲电路抑制电压电流变化率保护电路用于防止电压和电流超过器件极限值电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成

5、。控制电路RL主电路V1V2检测电路驱动电路保护电路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电气隔离控制电路电力电子器件有三个端子组成2.1.1电力电子器件的特点2.1.2电力电子器件的分类1、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类：1）半控型器件(Semi-controlledDevice)——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件2.1.2电力电子器件的分类全控型器件(Full-controlledDevice)——通过控制信号既可控制

6、其导通又可控制其关断，又称自关断器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-GateBipolarTransistor——IGBT）电力场效应晶体管（PowerMOSFET，简称为电力MOSFET）门极可关断晶闸管（Gate-Turn-OffThyristor—GTO）GTR、SIT、SITH、IGCT等2.1.2电力电子器件的分类不可控器件(UncontrolledDevice)——不能用控制信号来控制其通断，因此也就不需要驱动电路电力二极管（PowerDiode）只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的2.1.2电力电子器件的分类2.1.2电力电子器件的

7、分类电力电子器件可控器件非可控器件整流二极管自关断器件非自关断器件普通晶闸管(GTR)快速晶闸管(FST)双向晶闸管(TRIAC)逆导晶闸管(RCT)光控晶闸管(LTT)晶体管晶闸管双极型电力晶体管(GTR)电力场效应晶体管(PMOSFET)绝缘栅双极电力晶体管(IGBT)静电感应型晶体管(SIT)门极可关断晶闸管(GTO)场控晶闸管(MCT)静电感应型晶闸管(SITH)电力电子器件分类树12、按照驱动电路加在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(Current