电力电子技术课件02.pptx

第2章 电力电子器件2.1 电力电子器件概述2.2 不可控器件——二极管2.3 半控型器件——晶闸管2.4 典型全控型器件2.5 其他新型电力电子器件第2章 电力电子器件·引言信息电子技术的基础 ———信息电子器件.电力电子电路的基础 ——— 电力电子器件.本章主要内容： 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。第2章 电力电子器件·引言电力电子开关器件：一般专指以开关方式工作的电力半导体器件，它被直接应用在电力系统或电力设备的主电路中，实现电能的变换和控制任务。教学要求 1.了解电力电子开关器件的结构和工作原理； 2.掌握开关器件的基本特性和主要参数。2.1 电力电子器件概述返回2.1.1 电力电子器件的概念和特征2.1.2 应用电力电子器件的系统组成2.1.3 电力电子器件的分类2.1.1 电力电子器件的概念和特征返回电力电子器件1）概念:电力电子器件（Power Electronic Device） ——功率半导体开关器件，在主电路中通过控制其开关状态，能实现电能变换和控制的电子器件。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。2.1.1 电力电子器件的概念和特征返回2）电力电子器件基本模型图1-0 电力电子器件的理想开关模型它有三个电极：其中A和B代表开关的两个主电极，K是控制开关通断的控制极；它只工作在“通态”和“断态”两种情况：通态时其电阻为零，断态时其电阻无穷大。2.1.1 电力电子器件的概念和特征返回电力电子器件一般都工作在开关状态。主要进行电功率的处理，其能力一般远大于信息电子器件。电力电子器件往往需要由信息电子电路来驱动控制。电力电子器件功率损耗较大，远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。3）电力电子器件基本特征（由模型分析出）：2.1.1 电力电子器件的概念和特征返回 电力电子器件的损耗通态损耗断态损耗主要损耗开通损耗开关损耗关断损耗通态损耗是器件功率损耗的主要成因。器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。检测控电路V1制LR保护电路电V驱动2路主电路电路2.1.2 应用电力电子器件系统组成电力电子系统：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。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控制电路电气隔离图1-1 电力电子器件在实际应用中的系统组成返回2.1.3 电力电子器件的分类返回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：半控型器件晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。全控型器件绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor——IGBT）电力场效应晶体管（电力MOSFET）门极可关断晶闸管（GTO）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。不可控器件电力二极管（Power Diode）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。不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。2.1.3 电力电子器件的分类返回电流驱动型 ——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。 按照驱动电路信号的性质，分为两类：电力电子器件的分类2.1.3返回 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： 1) 单极型器件由一种载流子参与导电的器件。 2) 双极型器件由电子和空穴两种载流子参与导电的器件。3) 复合型器件由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。 返回2.1.4 如何考查电力电子器件导通压将(损耗)运行频率(恢复时间/开通时间/关断时间)器件容量(电能处理、变换的能力)可靠性(半控全控)耐冲压力(电流过冲、半控全控)2.2 不可控器件—电力二极管返回（Power Diode）2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理2.2.2 电力二极管的基本特性2.2.3 电力二极管的主要参数2.2.4 电力二极管的主要类型2.2 不可控器件—电力二极管·引言 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。整流二极管及模块KAAKPNIJKb)AKAa)c)2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理返回基本结构和工作原理与信息电子电路中的二