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电力电子技术——发展史
目录
CONTENTS01电力电子器件发展史
02电力电子技术的前景
电力电子技术的发展概述
即为电力电子器件的发展史。以1957年美国通用电气公司第一只
晶闸管的诞生为标志,标志电力电子器件和技术的诞生。
史前期(1957年以前)
晶闸管时代(1957~70年代)
全控型器件时代(70年代后期)
复合器件时代(80年代中后期)
史前期
(黎明期)晶闸管问世
,(公元元年)全控型器件
迅速发展
晶体管诞生
19041930194719571970198019902000t(年)
电子管
问世水银(汞弧)晶闸管时代IGBT出现
整流器时代功率集成器件
电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的
电力电子技术的史前期
晶闸管出现以前,用于电力变换的电子技术已经存在:
在30年代到50年代,是水银整流器发展迅速并大量应用的时期。
它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动
机的传动,甚至用于直流输电;
各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并
广为应用。在晶闸管出现以后的相当一段时期内,所使用的电路形
式仍然是这些形式;
晶闸管时代(1957年开始)
传统的电力电子时代
晶闸管SCR(SiliconControlledRectifier)可通过门极控
制开通,但通过门极不能控制关断,属于半控型器件。
晶闸管时代(1957年开始)
晶闸管因其电气性能和控制性能优越,很快取代了水
银整流器和旋转变流机组,应用范围也迅速扩大。电化
学工业、铁道电气机车、钢铁工业(轧钢用电气传动)
、电力工业(直流输电)的迅速发展也有力地推动了晶
闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸
管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
晶闸管时代(1957年开始)
目前由于其能承受的电压、电流容量仍是目前器件中
最高的,而且工作可靠,所以许多大容量场合仍大量使
用SCR。
全控型器件时代(70年代后期)
GTO门极可关断晶闸管
BJT(GTR)电力双极型晶体管
Power-MOSFET电力场效应管
这些器件可以通过门极(或基极、栅极)控制开通和关断。
和SCR电路的相位控制方式相对应,全控型器件电路常使用脉
冲宽度调制(PWMPulseWidthModulation)方式进行
控制。
复合型器件时代(80年代后期)
复合型器件:
以绝缘栅双极型晶体管(IGBTInsulated-GateBipolarTransistor)
为代表:
IGBT=MOSFET+BJT
它集MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、
载流能力大的优点于一身,性能十分优越。
功率集成电路:把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构
成功率集成电路(PIC)。目前其功率都还较小,但代表了电力电子
技术发展的一个重要方向。
复合型器件时代(80年代后期)
•器件实现了多功能化,不但具有开关功能,还增加了保护、检测、驱
动等功能,有的器件还具有放大、调制、振荡及逻辑运算的功能,使
强电与弱电达到了完美的结合,应用电路结构大为简化,电力电子应
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