【正文】 證電力電子器件和整個系統(tǒng)正?？煽窟\行 應(yīng)用電力電子器件系統(tǒng)組成 電氣隔離 控制電路 18 半控型器件（ Thyristor） —— 通過控制信號可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。 器件開關(guān)頻率較高時， 開關(guān)損耗 可能成為器件功率損耗的主要因素。 電力電子器件自身的功率損耗遠(yuǎn)大于信息電子器件，一般都要安裝散熱器。 電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。 主電路（ Main Power Circuit） —— 電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。 第 1章 電力電子器件 11 第 1章 電力電子器件 電力電子器件概述 不可控器件 —— 二極管 半控型器件 —— 晶閘管 典型全控型器件 其他新型電力電子器件 電力電子器件的驅(qū)動 電力電子器件的保護(hù) 電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用 本章小結(jié)及作業(yè) 12 電子技術(shù)的基礎(chǔ) ——— 電子器件：晶體管和集成電路 電力電子電路的基礎(chǔ) ——— 電力電子器件 本章主要內(nèi)容： 概述電力電子器件的 概念 、 特點 和 分類 等問題。 介紹常用電力電子器件的 工作原理 、 基本特性 、 主要參數(shù) 以及選擇和使用中應(yīng)注意問題。引言 13 電力電子器件的概念和特征 應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成 電力電子器件的分類 本章內(nèi)容和學(xué)習(xí)要點 電力電子器件概述 14 1）概念 電力電子器件 （ Power Electronic Device） —— 可直接用于主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。 2）分類 電真空器件 (汞弧整流器、閘流管 ) 半導(dǎo)體器件 (采用的主要材料硅） 仍然 電力電子器件的概念和特征 電力電子器件 15 能處理電功率的能力，一般遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。 電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制。 電力電子器件的概念和特征 3）同處理信息的電子器件相比的一般特征 16 通態(tài)損耗 是器件功率損耗的主要成因。 主要損耗 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 開關(guān)損耗 關(guān)斷損耗 開通損耗 電力電子器件的概念和特征 電力電子器件的損耗 17 電力電子系統(tǒng) ：由 控制電路 、 驅(qū)動電路 、 保護(hù)電路 和以電力電子器件為核心的 主電路 組成。 全控型器件（ IGBT,MOSFET) —— 通過控制信號既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān) 斷，又稱自關(guān)斷器件。 電力電子器件的分類 按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類： 19 電流驅(qū)動型 —— 通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導(dǎo)通或者 關(guān)斷的控制。 電力電子器件的分類 按照驅(qū)動電路信號的性質(zhì)，分為兩類： 110 本章內(nèi)容 : 介紹各種器件的 工作原理 、 基本特性 、 主要參數(shù) 以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問題。 學(xué)習(xí)要點 : 最重要的是掌握其 基本特性 。 可能會對主電路的其它電路元件有 特殊的要求 。引言 整流二極管及模塊 113 電力二極管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 A K A K a) I K A P N J b) c) A K 114 狀態(tài)參數(shù) 正向?qū)? 反向截止 反向擊穿 電流 正向大 幾乎為零 反向大 電壓 維持 1V 反向大 反向大 阻態(tài) 低阻態(tài) 高阻態(tài) —— ? 二極管的基本原理就在于 PN結(jié)的單向?qū)щ娦赃@一主要特征 。 118 額定電流 ——在指定的管殼溫度和散熱條件下 ， 其允許流過的最大 工頻正弦半波電流 的平均值 。 119 對電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓 。 TJM通常在 125~175?C范圍之內(nèi)。 120 1) 普通二極管 （ 高 于 5μs ） 按照正向壓降 、 反向耐壓 、 反向漏電流等性能 ，特別是反向恢復(fù)特性的不同介紹 。 121 半控器件 — 晶閘管 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶閘管的基本特性 晶閘管的主要參數(shù) 晶閘管的派生器件 122 半控器件 — 晶閘管 通常取晶閘管的UDRM和 URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的 額定電壓 。 使用注意： 1） 電壓定額 反向重復(fù)峰值電壓 URRM —— 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。 128 晶閘管的主要參數(shù) 通態(tài)平均電流 IT(AV） —— 在環(huán)境溫度為 40?C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的 最大工頻正弦半波電流的平均值 。使用時應(yīng)按 有效值相等的原則 來選取晶閘管。 擎住電流 IL —— 晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。 浪涌電流 ITSM —— 指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流 。 — 如果電流上升太快 ， 可能造成局部過熱而使晶閘管損壞 。 — 電壓上升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通。 1） 快速晶閘管 （ Fast Switching Thyristor—— FST) 開關(guān)時間以及 du/dt和 di/dt耐量都有明顯改善。 高頻晶閘管的不足在于其電壓和電流定額都不易做高。 131 晶閘管的派生器件 2） 雙向晶閘管 （ Triode AC Switch—— TRIAC或 Bidirectional triode thyristor） 雙向晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性 a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性 O I G b) I U = 0 a) G T 1 T 2 132 晶閘管的派生器件 3) 逆導(dǎo)晶閘管 （ Reverse Conducting Thyristor—— RCT） a) K G A b) U O I I G = 0 逆導(dǎo)晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性 a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性 133 晶閘管的派生器件 4) 光控晶閘管 （ Light Triggered Thyristor—— LTT） A G K a) b) 光強(qiáng)度 弱 強(qiáng) AK O U I A 光控晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性 a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性 134 典型全控型器件 門極可關(guān)斷晶閘管 電力晶體管 電力場效應(yīng)晶體管 絕緣柵雙極晶體管 135 典型全控型器件 和普通晶閘管的 不同點 ： GTO是一種多元的功率集成器件。 1） GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理 138 門極可關(guān)斷晶閘管 O t i G 0 t i A I A 90% I A 10% I A t t t f t s t d t r t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 GTO的開通和關(guān)斷過程電流波形 2) GTO的動態(tài)特性 139 門極可關(guān)斷晶閘管 3) GTO的主要參數(shù) —— 延遲時間與上升時間之和。 —— 一般指儲存時間和下降時間之和，不包括尾部時間。 （ 2） 關(guān)斷時間 toff （ 1） 開通時間 ton 不少 GTO都制造成逆導(dǎo)型 ， 類似于逆導(dǎo)晶閘管 ，