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文档简介

第二章常用电力电子器件原理及选择,教学目的与要求： 了解变频器中使用的功率半导体器件的种类 掌握各类半导体器件的结构和工作原理 了解它们的应用特点 本章重点： 1各类半导体器件的工作特点 2智能电力模块的结构与工作特点,2.1 变频器的主电路结构,变频器输出电路-三相逆变器的工作过程,逆变器中的关键问题换流 实现方法电力电子器件 基本要求：能够承受足够大的电压和电流 允许频繁地开关，且控制方便,2.2 常用的电力电子器件,SCR可控硅（晶闸管) GT0门极可关断晶闸管 GTR大功率晶体管 IGBT绝缘栅双极型晶体管 IGCT集成门极换流晶闸管 MOSFET金属氧化物场效应管 SIT静电感应晶体管 SITH静电感应晶闸管 MCT控制晶闸管 IPM智能电力模块,一、晶闸管,1.一般晶闸管,电路1.串联电感式电压型逆变器,L换流电感 C换流电容 VD回馈二 极管 R换流衰减 电阻 VT主晶闸管,电路2.带辅助晶闸管换流的电压型逆变器,VT1一VT6-辅助晶闸管 CACC-换流电容器 L1L6-换流电感 LALC-di/dt抑制电感,2.门极可关断晶闸管(GTO) 门极可关断晶闸管(GTO)具有普通晶闸管(SCR)的全部优点，如耐压高，电流大，控制功率小等。但它具有自关断能力，属于全控器件。GT0的外形和SCR一样，内部也是四层三端器件；但制作工艺和SCR不同，因而具有灵敏度较高的自关断能力。 缺点：开关频率不高，一在2 kHz以下。,二、功率晶体管(GTR),三、功率场效应管,功率场效应晶体管的工作特点 控制方便，驱动电路简单。 自关断能力强，因而开关频率高(20 MHz)。 输入阻抗极高，可以用TTL器件或CMOS器件直接驱动。,(a)直接驱动,(b)变压器隔离驱动,(c)光隔离驱动,四、绝缘栅双极晶体管(IGBT),结构：由场效应晶体管(MOSFET)和功率晶体管(GTR)模块组合而成 工作特点与场效应晶体管类同，属于电压控制型 输入阻抗高，开关速度快(开关频率高20 kHz； 电流波形比较平滑，电动机基本无电磁噪声，电动机的转矩增大； 驱动电路简单，已经集成化。,五、集成门极换流晶闸管(IGCT),集成门极换流晶闸管(IGCT)将门极驱动电路与门极换流晶闸管(GCT)集成于一体，门极换流晶闸管(GCT)是在可关断晶闸管(GTO)的基础上开发出来的一种新的电力半号器件。,六、 MOS控制晶闸管,MOS控制晶闸管(MCT)是将MOSFET与晶闸管复合而得到的器件,七、电力半导体器件的应用特点,八、智能电力模块(IPM),智能电力模块(IPM)是将用于逆变的半导体器件(目前，多用IGBT)和其配套的驱动电路、保护电路、检测电路以及某些接口电路集成在一起的电路模块，是电力集成电路
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