1.1--电力电子器件概述.ppt

第1章电力电子器件1.1电力电子器件概述1.2不可控器件——电力二极管1.3半控型器件——晶闸管1.4典型全控型器件1.5其他新型电力电子器件1.6电力电子器件的驱动1.7电力电子器件的保护1.8电力电子器件的串联和并联使用第1章电力电子器件·引言电子技术的基础———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。1.1电力电子器件概述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1.1.1电力电子器件的概念和特征1）概念:电力电子器件（PowerElectronicDevice）——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（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(又叫强电电路或者一次电路)。2）分类:电真空器件(汞弧整流器、闸流管，仅高频情况有使用)半导体器件(采用的主要材料仍然是硅，应用广泛）1.1.1电力电子器件的概念和特征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。开关频率较低时（如50赫兹），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(如几百K或几千K赫兹)，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。1.1.2应用电力电子器件系统组成1.1.3电力电子器件的分类半控型器件（如：晶闸管—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（如：绝缘栅双极晶体管—IGBT,场效应晶体管—MOSFET)——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(如：电力二极管—PowerDiode)——不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路。1.1.3电力电子器件的分类电流驱动型（如：电力晶体管—GTR，门极可关断晶闸管GTO）——通过从器件的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（如：IGBT,MOSFET）——仅通过在器件的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。1.1.3电力电子器件的分类双极型（如：GTR，GTO）——由电子和空穴两种载流子参与导电。单极型（如：MOSFET）——由一种载流子参与导电。复合型（如：IGBT）——由单极型器件和双极型器件集成混合而成。1.1.4本章学习内容与学习要点本章内容: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。集中讲述电力电子器件的驱动、保护和串、并联使用这三个问题。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。**电力电子器件3）同处理信息的电子器件相比的特征：主要损耗通态损耗：导通时器件上的通态压降断态损耗：阻断时器件的断态漏电流开关损耗关断损耗：通态转为断态开通损耗：断态转为通态电力电子器件的损耗电力电子系统：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RL主电路V1V2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IGBTIGBT按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：按照驱动电路信号的性质，分为两类：按照电子和空穴参与导电的情况，分为三类：