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第2章电力电子器件
电力电子器件概述
不可控器件——电力二极管
半控型器件——晶闸管
典型全控型器件
其他新型电力电子器件
本章学****目的与要求
了解电力电子器件的概念、特征、应用系统。
理解并掌握不可控器件、半控型器件、典型全控型器件等的结构、工作原理、基本特性、主要参数及器件的选型。
掌握电力电子器件的选择、使用以及驱动、保护和串并联使用。
本章重点与难点
重点
半控型器件、典型全控型器件的结构、工作原理、基本特性、主要参数及选择原则。
难点
晶闸管参数的选择及器件的选型
电力电子器件概述
电力电子器件的概念和特征
应用电力电子器件的系统组成
电力电子器件的分类
本章内容和学****要点
电力电子器件概述
电力电子器件的概念和特征
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。
电力电子器件(Power Electronic Device)——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。
电力电子器件的概念和特征
广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类。
两类中,自20世纪50年代以来,真空管仅在频率很高(如微波)的大功率高频电源中还在使用,而电力半导体器件已取代了***弧整流器、闸流管等电真空器件,成为绝对主力。因此,电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。
电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。
电力电子器件的概念和特征
同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的一般特征:
(1) 处理电功率的大小,即承受电压和电流的能力,是最重要的参数。
其处理电功率的能力小至毫瓦级,大至兆瓦级, 大多都远大于处理信息的电子器件。
(2) 电力电子器件一般都工作在开关状态
导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降接近于零,而电流由外电路决定。
阻断时(断态)阻抗很大,接近于断路,电流几乎为零,而管子两端电压由外电路决定。
电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和参数,也是电力电子器件特性很重要的方面,有些时候甚至上升为第一位的重要问题。
作电路分析时,为简单起见往往用理想开关来代替。
电力电子器件的概念和特征
(3) 实用中,电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。
在主电路和控制电路之间,需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大,这就是电力电子器件的驱动电路
(4)为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,不仅在器件封装上讲究散热设计,在其工作时一般都要安装散热器。
电力电子器件的概念和特征
导通时器件上有一定的通态压降,形成通态损耗。
阻断时器件上有微小的断态漏电流流过,形成断态损耗。
在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关断损耗,总称开关损耗。
主要损耗:
电力电子器件的概念和特征