电力电子器件课件1.ppt

一、电力电子器件 计算机控制系统 电气控制技术 课程介绍 电机学 电机拖动? 电力电子技术? 低压电器? 继电器—接触器控制系统 顺序控制器，PLC 电机的电子控制 ? 教 材 电力电子技术 电力电子器件的发展 电力电子技术 应用 （1）开关电源 （2）能量转换 调速 （3）过程控制 自动化、机器人 （4）运输 电力机车、电车、地铁 （5）感应加热 （6）高压直流输电、风力发电、太阳能发电 (7) 民用 空调、电梯、办公设备、手机 电力电子技术 相关学科 电力电子器件 一、晶闸管(SCR) 一、晶闸管(SCR) 一、晶闸管(SCR) 内部结构：四层（P-N-P-N） 三端（A、K、G） 一、晶闸管(SCR) 2、晶闸管的工作原理 正向阻断 反向阻断 导通条件：正向阳极电压，正向门极电压。 关断条件：必须使阳极电流降低到某一数值 之 下（约几十毫安）。 一、晶闸管(SCR) 一、晶闸管(SCR) 晶闸管的阳极电流应为: 一、晶闸管(SCR) (3)关断 Ia IH, α1、α2均下降， 一、晶闸管(SCR) (二)、晶闸管的特性 一、晶闸管(SCR) 2、 晶闸管门极伏安特性 一、晶闸管(SCR) (三)、晶闸管的主要参数 一、晶闸管(SCR) 2、通态平均电流（额定电流）IT(AV) 单相、工频、正弦半波、导通角１７０° 一、晶闸管(SCR) 一、晶闸管(SCR) 5、其它参数 断态电压临界上升率 门极开路，使元件断通的最小电压上升 Uak UB0， IC相当于Ig 二、大功率晶体管（GTR ） 二、大功率晶体管（GTR ） 二、大功率晶体管（GTR ） 二、大功率晶体管（GTR ） 二、大功率晶体管（GTR ） 二、大功率晶体管（GTR ） 三、 功率功效应晶体管（P-MOSFET） 结构∶ 三、 功率功效应晶体管（P-MOSFET） 特点：电压控制，控制极（栅极）静态内阻高 驱动功率小，开关速度高，无二次击穿，安全工作区宽 漏极伏安特性 三、 功率功效应晶体管（P-MOSFET） 转移特性 三、 功率功效应晶体管（P-MOSFET） 开关特性 三、 功率功效应晶体管（P-MOSFET） Ⅰ 漏源电阻限制线 Ⅱ 最大漏极电流限制线 Ⅲ 最大功率限制线 Ⅳ 最大漏源电压限制线 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） GTR：开关频率低，驱动功率较大，导通压降低 MOSFEF：通态压降高，开关速度高，驱动功率低 IGBT＝输入（MOSFET）＋输出（GTR） 结构∶ 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 原理 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 静态特性 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 擎住效应 IC上升，Rbr压降使NPN通,经正反馈， 寄生等效晶闸管通,IGBT栅极失去控制作用 静态擎住：ICICM 动态擎住：关断时产生，J2结反压很快建立， 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 安全工作区 跨导 表示栅极电压对ID的控制 为多数载流子器件，没有存储效应，开关时间短，为20ns左右 输入电容: 静态驱动电流小动态Cin充放电，驱动电流稍大 安全工作区 四、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 动态特性 与MOSFET类似 大，此电流可在Rbr Rbr上产生NPN管导通的正向偏压 从而产生擎住现象 。 措施：ICICM RG上升，使关断速度下降，减小重加 * —电气控制技术— 浙江大学控制科学与工程学系 —电气控制技术— 电 气 控 制 技 术 浙江大学电气工程学院 潘再平 Email: panzaiping@zju.edu.cn Tel:电能∶(交流、直流)→幅值、频率相互间变换→变流 (一)、 晶闸管的结构和工作原理 1、晶闸管的结构 结构: 分为管芯及散热器两大部分。 方式: 分为螺栓型与平板型两种。 螺栓型：散热效果差，用于２００Ａ以下容量的元件；