电力电子技术6z7z8z9z.PPT

(4)功率MOSFET的主要参数 (5)安全工作区 8.4.4 绝缘栅双极晶体管 (1)IGBT工作原理 图8.8 IGBT的符号、等效电路及不考虑电流擎住效应时的等效电路 (a)符号 (b)等效电路 (c)不考虑电流擎住效应时的等效电路 (2)静态特性 图8.9 IGBT的输出特性和转移特性 (a)IGBT的输出特性 (b)IGBT的转移特性 (3)主要技术参数 (4)擎住效应 (5)安全工作区 (6)IGBT的发展趋势 (7)IGBT的驱动电路 8.4.5 其他全控型器件 (1)静电感应晶体管 (2)静电感应晶闸管 (3)集成门极换流晶闸管 8.5 功率模块与功率集成电路 本章小结 本章介绍了电力电子器件的分类，及其典型器件的基本结构、工作原理、基本特性和主要参数等问题，并简单介绍了功率集成电路的构成及其发展趋势。 根据电力电子器件开通、关断可控性的不同，电力电子器件可以分为三类： ①不可控器件——功率二极管。包括整流二极管、快速恢复二极管、肖特基势垒二极管等。 ②半控型器件。除普通晶闸管外，还包括高频晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管和光控晶闸管等。 ③全控型器件。主要有可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、功率场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)、集成门极换流晶闸管(IGCT)等。 单极型器件和复合型器件基本上都是电压驱动型器件，而双极型器件中除SITH为电压驱动型外，其余均为电流驱动型器件。 电压驱动型器件的共同特点是：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高；电流驱动型器件的共同特点是：具有电导调制效应，因而通态压降低，导通损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大，驱动电路也比较复杂。 20世纪80年代以来，全控型电力电子器件得到了长足的发展，各种器件又各有特点。经过多年的技术创新和较量，特别是20世纪90年代中期以来，逐渐形成了以IGBT为主体的局面。在兆瓦以下功率的电 力电子器件的市场中，IGBT已成为首选器件；而在兆瓦以上的大功率场合，GTO仍然是首选器件。不过，IGBT仍在不断发展，并正与IGCT等新器件激烈竞争，试图在这一功率等级取代GTO的地位而一统天下。但是在功率更大的场合，光控晶闸管的地位依然无法替代。电力MOSFET则在低压场合拥有牢固的地位。 今后，电力电子器件的发展趋势如下： ①已实用化的全控型器件在大功率、易驱动和高频率这三个方面继续发展。 ②由于MCT，SITH和SIT等器件的大容量化和实用化以及IGBT电流、电压容量的进一步提高和GTO快速性能的改进等原因，将迫使SCR和GTR的应用范围变得更窄。这两种器件最终会被淘汰。 ③功率集成电路不同于上述全控型器件，它是在芯片上集成了一个系统，其中包括电力电子器件、驱动电路、传感器和诊断、保护、控制等电路。这种集成电路的进一步发展，将使电力电子技术迈入功率集成电力电子技术的新时代。 第9章 电力电子应用实例 9.1 晶闸管调功器 9.1.1 晶闸管移相调功电路及双向晶闸管的应用 交流调压器根据对晶闸管的控制可分为两种形式： 1)通断周波数控制。 2)移向控制。 (1)单相交流调压器 图9.1 单相交流调压器 图9.2 单相交流调压器(电阻性负载)α=90°波形图 图6.27 单片机数字触发器原理框图 图6.28 同步基准信号波形图 图6.29 程序流程图 (a)HSI.O中断服务程序 (b)HSO中断服务程序 6.6 集成触发电路应用实例 6.6.1 集成触发电路KJ004 图6.30 KJ004应用接线图 6.6.2 集成触发电路TCA785 图6.31 TCA785内部结构图 图6.32 TCA785各点波形图 图6.33 TCA785应用实例之一 图6.34 TCA785应用实例之二 本章小结 本章主要讲解晶闸管触发电路的具体形式和工作原理。 触发电路产生的脉冲必须具有足够的功率和宽度，脉冲前沿要陡、要与主回路电源电压同步，而且具有需要的移相范围。 单结晶体管触发电路结构简单、成本低廉、易于维护，但是脉冲很窄，功率较小。所以，一般只在单相或三相半波电路、触发50 A以下的晶闸管电路中应用。单结晶体管的伏安特性有一段负阻区，介 于峰点(对应峰点电压UP和峰点电流IP)和谷点(对应谷点电压UV和谷点电流IV)之间。当Ue＞ηUbb+UVD(UVD为二极管导通电压，一般可取0.7 V左右；η为单结晶体管的分压比，一般在0.3~0.85之间)时，单结晶体管经过峰点进入负阻区。用单结晶体管构成的振荡电路必须工作于负阻区。 同步信号为锯齿