第2章?電力電子器件

2.1?電力電子器件概述

2.1.1?電力電子器件的概念和特征

? ?電力電子器件：指可直接用于處理電能的主電路中，實現電能的變換或控制的電子器件。

? ?主電路：在電氣設備或電力系統中，直接承擔電能的變換或控制任務的電路。

電力電子器件的特征

1.?所能處理電功率的大小，也就是其承擔電壓和電流的能力?

2.電力電子器件的功率損耗?

? 通態損耗是電力電子器件功率損耗的主要成因。

?當器件的開關頻率較高時，開關損耗會隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素。

2.1.2?應用電力電子器件的系統組成

電力電子器件在實際應用中，一般是由控制電路，驅動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個系統?

?2.1.3?電力電子器件的分類

按照能夠被控制電路信號所控制的程度

1.?半控型器件

? ? 主要指晶閘管及其大部分派生器件。

? ? 器件的關斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流所決定的。

2.?全控型器件

? ? IGBT?和 Power MOSFET

? ? 通過控制信號既可以控制其導通，又可以控制其關斷。

3.?不可控器件

? ? 電力二極管

? ? 不能用控制信號來控制其關斷。

除此之外，還有按照驅動信號的性質和波形以及按照載流子參與導電的情況進行分類。

2.2?不可控器件——電力二極管?

2.2.1?工作原理

?二極管的基本原理：PN結的單向導電性

1.當PN結外加正向電壓時，在外電路上形成自P區流入而從N區流出的電流，稱為正向電流?

2.當PN結外加反向電壓時，反向偏置的PN結表現為高阻態，稱為反向截止狀態

3.?反向擊穿：雪崩擊穿?齊納擊穿?熱擊穿

4. PN結的電容效應?結電容分為勢壘電容和擴散電容?

勢壘電容只在外加電壓變化時起作用；擴散電容僅在正向偏置起作用。

結電容影響PN結的工作頻率。

2.2.2?電力二極管的基本特性?

1.靜態特性?

?2.動態特性

?

?正向平均電流?

允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值，它是按照電流的發熱效應來定義的，使用時應按有效值相等的原則選擇電流定額?

反向重復峰值電壓?

所能重復施加的反向最高峰值電壓

最高工作結溫?

?結溫：PN結的平均溫度

最高工作結溫：PN結不致損壞的最高平均溫度

浪涌電流

二極管所能承受最大的連續一個或幾個工頻周期的過電流

2.2.4?電力二極管的主要類型?

普通二極管

快恢復二極管

肖特基二極管（優點：正向恢復的過程中不會有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復二極管；因此，其開關損耗和正向導通損耗都比快速二極管小，效率更高。 ）弱點：對高壓和溫度敏感

?2.3?半控型器件?晶閘管

2.3.1?晶閘管的結構和工作原理

晶閘管的結構?

?晶閘管的工作原理

?由上可得

?

?晶閘管的伏安特性

??晶閘管的動態特性

?快速晶閘管

?

?雙向晶閘管/逆導晶閘管/光控晶閘管

2.4?經典全控型器件

GTO的內部結構和電氣圖形符號?

?GTO的工作原理

?的共基極電流增益分別為.?是器件臨界導通的條件，大于1導通，小于1關斷。

GTO的動態特性

?2.4.2?電力晶體管

GTR的主要特性是耐壓高，電流打，開關特性好。

GTR的靜態特性

?

?GTR的動態特性

?

?2.4.3?電力場效應管晶體管

電力MOSFET的結構

?

?MOSFET的靜態特性

??

?

?MOSFET的動態特性

?

2.4.4?絕緣柵雙極晶體管

IGBT的結構

?

?IGBT的工作原理

IGBT的驅動原理與電力MOSFET基本相同，是一種場控器件。

靜態特性?

?

?

動態特性

?IGBT擎住效應/安全工作區

2.5?其他新型電力電子器件?

2.6?功率集成電路與集成電力電子模塊?

本章小結?

本章主要介紹了電力電子器件的分類

?

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的《电力电子技术》王兆安 第二章的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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