01_第1章 电力电子器件.ppt

1-* 第1章 电力电子器件 本讲内容 1.1 电力电子器件概述 1.2 不可控器件——二极管 概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题。 介绍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问题。 1-* 本章内容: 介绍各种器件的工作原理、基本特性、主要参数以及选择和使用中应注意的一些问题。 详述电力电子器件的驱动、保护和串并联使用。 学习要点: 最重要的是掌握其基本特性。 掌握电力电子器件的型号命名法，以及其参数和特性曲线的使用方法。 主电路的其它电路元件的特殊要求。 1.1.4 本章学习内容与要点 1-* 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 第1章 电力电子器件·引言 1-* 1.1.1 电力电子器件的概念和特征 1.1.2 应用电力电子器件的系统组成 1.1.3 电力电子器件的分类 1.1.4 本章内容和学习要点 1.1 电力电子器件概述 1-* 1）概念: 电力电子器件（Power Electronic Device） ——可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。 主电路（Main Power Circuit） ——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）分类: 电真空器件 (汞弧整流器、闸流管) 半导体器件 (采用的主要材料硅）仍然 1.1.1 电力电子器件的概念和特征 电力电子器件 1-* 能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子器件。 电力电子器件一般都工作在开关状态。 电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。 电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。 1.1.1 电力电子器件的概念和特征 3）同处理信息的电子器件相比的一般特征： 1-* 1.1.1 电力电子器件的概念和特征 电力电子器件的损耗（P=IU） 通态损耗 断态损耗 主要损耗 开通损耗 关断损耗 开关损耗 高频主耗 1-* 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。 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 R L 主电路 V 1 V 2 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 1.1.2 应用电力电子器件系统组成 电气隔离 控制电路 1-* 不可控器件(Power Diode) ——不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。 半控型器件（Thyristor） ——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。 全控型器件（IGBT,MOSFET，IECT，IGCT) ——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件。 1.1.3 电力电子器件的分类 按照器件能够被控制的程度，分为以下三类： 1-* 电流驱动型通过从控制端注入或抽出电流来实现导通或者关断控制。 1.1.3 电力电子器件的分类 按驱动电路信号的性质 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。 ——控制电压在器件两个主电路端子上形成电场，通过控制电压控制流过器件的电流大小和通断状态，故也叫场控器件或场效应器件。 1-* 单极型器件(Power Diode、FET) ——由一种载流子参与导电的器件。 双极型器件（Thyristor） ——由电子和空穴两种载流子参与导电的器件。 复合型器件（IGBT,MOSFET) ——由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。 1.1.3 电力电子器件的分类 按照载流子类型分为以下三类： 1-* 1.2.1 PN结与电力二极管的工作原理 1.2.2 电力二极管的基本特性 1.2.3 电力二极管的主要参数 1.2.4 电力二极管的主要类型 1.2 不可控器件—电力二极管 1-* Power Diode结构和原理简单，工作可靠，自20世纪50年代初期就获得应用。 快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。 1.2 不可控器件—电力二极管·引言 整流二极管及模块 1-* 基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样。 组成：一个面积较大的PN结+两端引线+封装。 封装：螺栓型和平板型两种。 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 1.2.1 PN结与电力二极管的工作原理 A K A