1电力电子器件.pptx

1.1 电力电子器件概述 1.2 不可控器件——电力二极管 1.3 半控型器件——晶闸管 1.4 典型全控型器件 1.5 其他新型电力电子器件 1.6 电力电子器件的驱动 1.7 电力电子器件的保护 1.8 电力电子器件的串联和并联使用 本章小结;1.1 电力电子器件概述;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）处理电功率的能力信息电子器件。 2）一般工作在开关状态。 3）一般由信息电子电路驱动。 4）功率损耗信息电子器件。;2 .特征;导通; 电力电子器件的分类; ???力电子器件的分类; 电力电子器件的分类;通 断;3.导电方式;晶闸管的结构与工作原理;常用晶闸管的结构;;导通条件：;实质——正反馈过程; 1） 晶闸管具有可控的单向导电性。 与二极管比较，相同点：都具有单向导电性；不同点：晶闸管的单向导电受门极控制。 2） 晶闸管属半控型器件。 门极只能用来控制晶闸管的导通，导通后门极就失去控制作用。 3） 晶闸管具有开关作用。 导通时：相当于开关闭合；阻断时：相当于开关断开。 ; 电路如图，已知u2和ug波形，试画出电阻Rd两端的电压ud波形。;晶闸管的基本特性;正向导通;2. 动态特性;晶闸管的主要参数; 通态平均电流IT(AV) 在规定的条件下，晶闸管所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 ;正弦半波电流波形 ;注意：管子的发热与有效值有关，要求实际电流有效值IT一定不能大于额定电流有效值ITn。;断态电压临界上升率du/dt 在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。 位移电流 在断态的晶闸管两端所施加的电压具有正向的上升率，在逐段状态下相当于一个电容的J2结流过的充电电流。 通态电流临界上升率di/dt 在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。;晶闸管型号的命名方法：;晶闸管的派生器件;;;;KK---快速晶闸管; 门极可关断晶闸管（GTO）;与普通晶闸管的相同点: PNPN四层半导体结构外部引出阳极、阴极和门极。 ;GTO导通条件与导通过程——与普通晶闸管一样（饱和程度较浅）。 GTO关断条件与关断过程——门极加入负脉冲电流，即从门极抽出电流，在强烈正反馈作用下迅速退出饱和而关断。;; 电力晶体管（GTR）; 模块型电力晶体管的内部结构既有单管型，也有达林顿复合型，其容量范围从30A／450V～800A／1400V不等。 ; 模块型电力晶体管的内部结构既有单管型，也有达林顿复合型，其容量范围从30A／450V～800A／1400V不等。 ;2. GTR的基本特性;;3. GTR的主要参数;一次击穿：集电极电压升高到击穿电压时，集电极电流迅速增大，首先出现的雪崩击穿的现象。 二次击穿：一次击穿发生时未有效限制电流，Ic增大到某个临界点突然急剧上升，电压突然下降的现象。;二次击穿临界线;电力场效应晶体管(P-MOSFET);uGS↑→导电沟道宽度↑→漏极电流iD↑ ——电压驱动方式;2.基本特性和主要参数（自学）;GTR和GTO的特点——双极型，电流驱动，通流能力很强，开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂。 电力MOSFET的特点——单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单。;1. 结构和工作原理;2. 基本特性; 绝缘栅双极晶体管（IGBT）;驱动电路的基本任务 将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。;驱动电路;晶闸管的触发电路; 触发电路的种类;几种常见的触发脉冲;理想触发脉冲电流波形 ;V1、V2构成脉冲放大环节。 脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。 ?V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。; GTR的驱动电路;2. 电压驱动型器件的驱动电路;过电压保护;保护原理：利用电容两端电压不能突变的特点吸收尖峰电压。 ; F?避雷器　D?变压器静电屏蔽层　C?静电感应过电压抑制电容 RC1?阀侧浪涌过电压抑制用RC吸收电路　 RC2?阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC吸收电路（整流式阻容吸收电路） RV?压敏电阻过电压抑制