电力电子器件概述

1、电力电子器件概述22.1 2.1 电力电子器件概述电力电子器件概述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2.1.4 本张内容和学习要点32.1.1 2.1.1 电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征1.1.概念概念主电路（主电路（Power CircuitPower Circuit） 在电气设备或电力在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变化或控制任务的电系统中，直接承担电能的变化或控制任务的电路。路。电力电子器件（电力电子器件（Power Electronic Device)Power Electronic Devi

2、ce) 直接直接用于处理电能主电路中，实现电能的变换或控用于处理电能主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。制的电子器件。2.2.分类分类电真空器件电真空器件（汞弧整流器、闸流管等，已（汞弧整流器、闸流管等，已逐步被半导体器件取代）逐步被半导体器件取代）半导体器件（目前所指电力电子器件，采半导体器件（目前所指电力电子器件，采用材料任然是硅）用材料任然是硅） 4电力电子器件是功率半导体器件（金属电导率106mhos-cm-1，良绝缘体10-15mhos-cm-1）。 1）电力电子器件所能处理电功率的大小，是其最重要的 参数。其处理电功率的能力一般远大于处理信息的电 子器件。2）电力电子器件因处

3、理电功率较大，为了减小本身的损 耗、提高效率，一般都工作在开关状态。3）电力电子器件在实际应用中往往由信息电子电路来控 制。信息电子电路是电力电子器件的驱动电路。4）电力电子器件尽管工作在开关状态，但是自身的功率 损耗通常仍远大于信息电子器件，为了保证不至于因 损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器 件封装上考虑散热设计，而且在其工作时一般都还需 要设计安装散热器。2 .2 .特征特征52.1.2 2.1.2 应用电力电子器件的系统组成应用电力电子器件的系统组成 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电力电子电路电力电子电路电力电子电路电

4、力电子电路电力电子系统电力电子系统由控制电路、驱由控制电路、驱动电路、电力电动电路、电力电子器件为核心的子器件为核心的主电路组成主电路组成6导通导通主电路中主电路中电力电子器件电力电子器件关断关断检测电路、驱动电路以外的电路检测电路、驱动电路以外的电路控制电路控制电路由信息电路组成由信息电路组成控制电控制电路路主电路主电路电力电子系统电力电子系统检测电检测电路路检测主电路或应用现场信号检测主电路或应用现场信号通过驱动电路通过驱动电路控制控制7主电路主电路驱动电路驱动电路检测电检测电路路控制信号控制信号电气隔离电气隔离电气隔离电气隔离电气隔离保护电路保护电路 保证电力电子器件和整个电力电保证电力

5、电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行子系统正常可靠运行8 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主电路端子主电路端子之间信号之间信号导通导通关断关断电力电子器件电力电子器件控制端控制端主电流端子（公共端）主电流端子（公共端）驱动电路和主电路，驱动电路和主电路，是主电路电流流出电力电子器件的端子是主电路电流流出电力电子器件的端子92.1.3 2.1.3 电力电子器件的分类电力电子器件的分类1. 1.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的度按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的度分为以下三类分为以下三类半控型器件全控型器件通过控制信号可控制

6、通过控制信号可控制其导通而不能控制其关断其导通而不能控制其关断晶闸管晶闸管及其派生器件及其派生器件关关 断断主主电电路路电电流流电电压压通过控制信号即可控制通过控制信号即可控制其导通又能控制其关断其导通又能控制其关断绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管电力效应晶体管电力效应晶体管门极可关断晶体管门极可关断晶体管自关断器件门极可关断晶体管门极可关断晶体管处理兆瓦级处理兆瓦级大功率电能大功率电能10不能用不能用控制信号控制控制信号控制其通断，不需要驱动电路其通断，不需要驱动电路电力二极电力二极管管不控型器件主主电电路路通通 断断电电流流电电压压只有两个端子只有两个端子2. 2. 按照驱动电路加在按照驱

7、动电路加在电力电子电力电子器件控制端和公共端器件控制端和公共端之间信号的性质分为两类之间信号的性质分为两类电流驱动型电压驱动型控控制制端端通通 断断注注入入电电流流 抽抽出出电电流流电压信号电压信号公公共共端端控控制制端端112.1.4 2.1.4 本章内容和学习要点本章内容和学习要点电力电子器件选择、使用时选择、使用时注意的问题注意的问题 工作原理工作原理基本特征基本特征主要参数主要参数电力电子器件基本特征基本特征型号命名法型号命名法参数参数特征曲线特征曲线122.2 2.2 不可控器件不可控器件电力二极管电力二极管逐步逐步取代取代结构和原理简单结构和原理简单工作可靠工作可靠现在仍大量应用于许多电气设备现在仍大量应用于许多电气设备电力二