電力電子技術(shù)總結(jié)(編輯修改稿)
2024-10-01 00:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （3）不可控器件。不能用控制信號來控制其通斷的電力電子器件。如電力二極管。 根據(jù)驅(qū)動信號的性質(zhì)分類 （1）電流型器件。通過從控制端注入或抽出電流的方式來實現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件。如scr、gto、gtr。 （2）電壓型器件。通過在控制端和公共端之間施加一定電壓信號的方式來實現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件。如mosfet、igbt。 根據(jù)器件內(nèi)部載流子參與導(dǎo)電的情況分類 （1）單極型器件。內(nèi)部由一種載流子參與導(dǎo)電的器件。如mosfet。 （2）雙極型器件。由電子和空穴兩種載流子參數(shù)導(dǎo)電的器件。如scr、gto、gtr。 （3）復(fù)合型器件。有單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件。如igbt。 5半控型器件—晶閘管scr 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶閘管的雙晶體管模型 將器件np2半導(dǎo)體取傾斜截面，則晶閘管變成v1pnp和v2npn兩個晶體管。 晶閘管的導(dǎo)通工作原理 （1）當(dāng)ak間加正向電壓ea，晶閘管不能導(dǎo)通，主要是中間存在反向pn結(jié)。 （2）當(dāng)gk間加正向電壓eg，npn晶體管基極存在驅(qū)動電流ig，npn晶體管導(dǎo)通，產(chǎn)生集電極電流ic2。 （4）ic1與ig構(gòu)成npn的驅(qū)動電流，繼續(xù)上述過程，形成強烈的負反饋，這樣npn和pnp兩個晶體管完全飽和，晶閘管導(dǎo)通。 （1）晶閘管導(dǎo)通后撤掉外部門極電流ig，但是npn基極仍然存在電流，由pnp集電極電流ic1供給，電流已經(jīng)形成強烈正反饋，因此晶閘管繼續(xù)維持導(dǎo)通。 （2）因此，晶閘管的門極電流只能觸發(fā)控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。 滿足下面條件，晶閘管才能關(guān)斷： （1）去掉ak間正向電壓； （2）ak間加反向電壓； （3）設(shè)法使流過晶閘管的電流降低到接近于零的某一數(shù)值以下。 （1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。 （2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。 （3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。 （4）若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。 （1）gto與普通晶閘管的相同點。是pnpn四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部引出陽極、陰極和門極。 （2）gto與普通晶閘管的不同點。gto是一種多元的功率集成器件，其內(nèi)部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個供陽極的小gto元，這些gto元的陰極和門極在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起，正是這種特殊結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn)門極關(guān)斷作用。 （1）當(dāng)gto承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。 （2）當(dāng)gto承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。 （3）gto導(dǎo)通后，若門極施加反向驅(qū)動電流，則gto關(guān)斷，也即可以通過門極電流控制gto導(dǎo)通和關(guān)斷。 （4）通過ak間施加反向電壓同樣可以保證gto關(guān)斷。 （1）電力mosfet是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此它是電壓型器件。 （3）當(dāng)ugs大于某一電壓值ut時，柵極下p區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，從而使p型半導(dǎo)體反型成n型半導(dǎo)體，形成反型層。 （1）gtr和gto是雙極型電流驅(qū)動器件，其優(yōu)點是通流能力強，耐壓及耐電流等級高，但不足是開關(guān)速度低，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。 （2）電力mosfet是單極型電壓驅(qū)動器件，其優(yōu)點是開關(guān)速度快、所需驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單。 （3）復(fù)合型器件。將上述兩者器件相互取長補短結(jié)合而成，綜合兩者優(yōu)點。 （4）絕緣柵雙極晶體管igbt是一種復(fù)合型器件，由gtr和mosfet兩個器件復(fù)合而成，具有g(shù)tr和mosfet兩者的優(yōu)點，具有良好的特性。 （1）igbt是三端器件
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