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第一章概述

可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字

电子技术都属于信息电子技术。

具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

电能变换的形式共有四种：交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流

变换。

电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

变流技术则是电力电子技术的核心。

美国学者W.Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形

成的。

一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标

志的。

把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC），

这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。电力电子集成技术包括以PIC为代表的单片集

成技术、混合集成技术以及系统集成技术。

随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子电路的工作频率也不断提高。与此同时，

软开关技术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗降为零，从而提高了电力电子装

置的功率密度。

第二章电力电子器件

2.1：电力电子器件概述

1、电力电子器件（PowerElectronicDevice）是指可直接用于处理电能的主电路中，实

现电能的变换或控制的电子器件。电力电子器件一般工作在开关状态

2、电力电子器件的功率损耗：通态损耗、断态损耗、开关损耗（开通损耗、关断损耗）

通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。

当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

3、电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心

的主电路组成一个系统。

4、电力电子器件的分类

（1）按照能够被控制电路信号所控制的程度：半控型器件、全控型器件、不可控器件。

半控型器件是指用控制信号可以控制其导通，但不能控制其关断的电力电子器件。

全控型器件是指用控制信号既可以控制其导通，也可以控制其关断的电力电子器件。

不控型器件是指用控制信号既不能控制其导通，也不能控制其关断的电力电子器件。

（2）按照驱动信号的性质：电流驱动型、电压驱动型。

（3）按照驱动信号的波形：脉冲触发型、电平触发性。

（4）按照载流子参与导电的情况：单极型器件、双极型器件、复合型器件。

2.2：电力二极管

1、电力二极管（PowerDiode）自20世纪50年代初期就获得应用，但其结构和原理简

单，工作可靠，直到现在电力二极管仍然大量应用于许多电气设备当中。

在采用全控型器件的电路中电力二极管往往是不可缺少的，特别是开通和关断速度很快

的快恢复二极管和肖特基二极管，具有不可替代的地位。

电力二极管是以半导体PN结为基础的,实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以

及封装组成的。从外形上看，可以有螺栓型、平板型等多种封装。

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2、电力二极管的基本特性：

（1）静态特性：即单向导电性，主要是指其伏安特性

（2）动态特性：因为结电容的存在，电压—电流特性是随时间变化的，这就是电力二极管

的动态特性，并且往往专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性。

3、电力二极管的主要参数：

（1）正向平均电流IF(AV)

指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度（简称壳温，用TC表示）和散热条件下，

其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

IF(AV)是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相等的原则来选取电流定

额，并应留有一定的裕量。

（2）正向压降UF

指电力二极管在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。

（3）反向重复峰值电压URRM

指对电力二