第一章节：电力电子器件二极管幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * * * * 第一章 电力电子器件 引 言 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 小 结 第一章 电力电子器件 ★ 器件是学习电路的基础： 本章学习电力电子器件的概念、特点和分类等问题 ★ 学习各种常用电力电子器件的工作原理、基本特性； 主要参数以及使用选择和使用中应注意的一些问题。 §1.1　电力电子器件概述 1.1.1 电力电子器件的概念和特征 1.1.2 应用电力电子器件的系统组成 1.1.3 电力电子器件的分类 1.1.4 本章内容和学习要点 §1.1　电力电子器件概述 §1.1.1 电力电子器件的概念和特征 一．主电路（main power circuit） 电气设备或电力系统中，承担电能的变换或控制任务的电路 二．电力电子器件（power electronic device） 在主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件（半导体） 控 制 电 路 检测 电路 驱动 电路 R L 主电路 V 1 V 2 三．电力电子器件的一般特征（同处理信息的电子器件相比） 1．承受电压和电流的能力是最重要的参数：功率从 mW～MW； 2．一般都工作在开关状态： ● 通态阻抗很小，近似短路，管压降接近于零，电流由外电路决定； ● 断态阻抗很大，近似断路，电流几乎为零，管压降由外电路决定； ● 作电路分析时，为简单起见可用 理想开关来代替； 3．器件的动态特性（开关特性）和参数，也是非常重要的。 4．实用中，器件需要由信息电子电路来控制： 因此，在主电路和控制电路之间需要一定的中间电路对控制电路 的信号进行放大，这就是电力电子器件的驱动电路。 6．应注意器件的保护： ● 过电压保护； ● 对电流上升率di/dt和电压上升率dv/dt的限制。 6．使用时要注意的过热保护： ● 导通时器件上有一定的压降，形成：通态损耗； ● 阻断时器件上有微小的断态漏电流流过，形成：断态损耗； ● 在开通或关断过程中产生的开通、关断损耗，总称：开关损耗； ● 对某些器件来讲，驱动电路向其注入的功率也造成器件的发热； ● 通常器件的断态漏电流极小，因而通态损耗是器件功率损耗的 主要成因； ● 器件工作频率较高时，开关损耗随之增大成为：器件功率损耗 的主要因素 ● 损耗散发的热量会导致器件温度过高而损坏：为保证器件安全， 除在器件封装上考虑散热设计外，应用一般都要安装散热器。 三．电力电子器件的一般特征（同处理信息的电子器件相比） §1.1　电力电子器件概述 §1.1.2 应用电力电子器件组成的电力电子系统 ★ 控制电路：按系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去 控制主电路中器件的通或断，来完成整个系统的功能。 ★ 检测电路：有的电力电子系统中，还需要有检测主电路或现场 的信号，根据此信号并按系统要求来形成控制信号。 图1-1 电力电子器件在实际应用中的系统组成 1．是由控制、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路所组成 控 制 电 路 检测 电路 驱动 电路 R L 主电路 V 1 V 2 §1.1.2 应用电力电子器件组成的电力电子系统 2．通常把除主电路之外的电路都归为控制电路，因此可以说： 电力电子系统是由主电路和控制电路所组成； 3．在主电路和控制电路连接的路径上要进行电气隔离： 如在驱动电路与主电路、驱动电路与控制信号、主电路与检测电 路的连接处进行电气隔离，一般采用光电或、磁电隔离技术； 4．主电路和控制电路中需要附加保护电路：以保证电力电子器件和 整个电力电子系统可靠运行。 5．器件的端子：一般有三个端子（极、管角） ● 两个端子联结在主电路中，第3端被称为控制端（控制极）； ● 控制信号加在控制端和一个主电路端子之间控制器件的通断； ● 连接驱动电路和主电路的端子称：公共端，他是电流的流出端。 §1.1.3 电力电子器件的分类 一．按照器件被控制电路信号所控制的程度分为以下三类： 1．不可控器件——不能用控制信号来控制其通断： 电力二极管（Power Diode ） 2．半控型器件＿＿控制信号可以控制其导通而不能控制其关断： 晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件 器件的关断由其在主电路中承受的电压和电