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1、自動(dòng)化專業(yè)英語教程自動(dòng)化專業(yè)英語教程教學(xué)課件July 28, 2007Email : http: / P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件1. 課文內(nèi)容簡(jiǎn)介：主要介紹專業(yè)課電力電子技術(shù)中大功率二極管、晶閘管、雙向可控硅、門極可關(guān)斷晶閘管、電力金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管、集成門極換向晶閘管的電路符號(hào)、伏安控制特性、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合等內(nèi)容。2. 溫習(xí)電力電子技術(shù)中概述、第一章“晶閘管”等內(nèi)容。3. 生詞

2、與短語 converter n. 轉(zhuǎn)換器，換流器，變流器 matrix n. 模型，矩陣 diode n. 二極管，半導(dǎo)體二極管 thyristor n. 晶閘管 triac n. 三端雙向晶閘管P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 GTO 門極可關(guān)斷晶閘管 BJT 雙極結(jié)型晶體管 power MOSFET 電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 SIT 靜態(tài)感應(yīng)晶體管 IGBT 絕緣柵雙極型晶體管 MCT MOS控制晶閘管 IGCT 集成門極換向晶閘管 rectification n. 整流 feedba

3、ck n. 反饋 freewheeling n. 單向傳動(dòng) snubber n. 緩沖器，減震器 intrinsic adj. 固有的，體內(nèi)的，本征 forward biased 正向偏置 conduction n. 導(dǎo)電，傳導(dǎo) emitter n. 發(fā)射極P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 reverse biased 反向偏置 leakage current 漏電流 threshold n. 門限，閾限，極限 breakdown n. 擊穿，雪崩 recovery n. 恢復(fù) scho

4、ttky diode 肖基特二極管 workhorse n. 重載，重負(fù)荷 thyratron n. 閘流管 breakover n. 導(dǎo)通 latching current 閉鎖電流 holding current 保持電流 phase controlled 相控的 asymmetric adj. 不對(duì)稱的 force commutated 強(qiáng)制換向P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件SMPS 開關(guān)電源BLDM 無刷直流電動(dòng)機(jī)stepper motor 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)hybrid n. 混合s

5、aturation n. 飽和 4.難句翻譯 1 Power diodes provide uncontrolled rectification of power and are used in applications such as electroplating, anodizing, battery charging, welding, power supplies (DCand AC), and variable-frequency drives.電力二極管提供不可控的整流電源，這些電源有很廣的 應(yīng)用，如：電鍍、電極氧化、電池充電、焊接、交直流 電源和變頻驅(qū)動(dòng)。 P1U4A Power

6、 Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件2 A gate turn-off thyristor (GTO), as the name indicates, is basically a thyristor-type device that can be turned on by a small positive gate current pulse, but in addition，has the capability of being turned off by a negative gate current pu

7、lse 門極可關(guān)斷晶閘管，顧名思義，是一種晶閘管類型的器件。同其他晶閘管一樣，它可以由一個(gè)小的正門極電流脈沖觸發(fā)，但除此之外，它還能被負(fù)門極電流脈沖關(guān)斷。3 Such a gate current pulse of very short duration and very large di/dt has small energy content and can be supplied by multiple MOSFETs in parallel with ultra-low leakage inductance in the drive circuit. 這樣一個(gè)持續(xù)時(shí)間非常短、di/dt非

8、常大、能量又較小的門極電流脈沖可以由多個(gè)并聯(lián)的MOSFET來提供，并且驅(qū)動(dòng)電路中的漏感要特別低。 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件5.參考譯文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成了現(xiàn)代電力電子設(shè)備的核心。它們以通-斷開關(guān)矩陣的方式被用于電力電子轉(zhuǎn)換器中。開關(guān)式功率變換的效率更高。 現(xiàn)今的功率半導(dǎo)體器件幾乎都是用硅材料制造，可分類如下：二極管晶閘管或可控硅雙向可控硅門極可關(guān)斷晶閘管雙極結(jié)型晶體管電力金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管P1U4A Power Semiconducto

9、r Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 靜電感應(yīng)晶體管 絕緣柵雙極型晶體管 金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管 集成門極換向晶閘管二極管二極管 電力二極管提供不可控的整流電源，這些電源有很廣的應(yīng)用，如：電鍍、電極氧化、電池充電、焊接、交直流電源和變頻驅(qū)動(dòng)。它們也被用于變換器和緩沖器的回饋和慣性滑行功能。典型的功率二極管具有P-I-N結(jié)構(gòu)，即它幾乎是純半導(dǎo)體層（本征層），位于P-N結(jié)的中部以阻斷反向電壓。P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件圖 1

10、-4A-1 二極管符號(hào)和伏安特性AnodeCathodeForward conduction dropReverseleakagecurrentAvalanchebreakdown+IA-IA-VAP1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 圖1-4A-1給出了二極管符號(hào)和它的伏安特性曲線。在正向偏置條件下，二極管可用一個(gè)結(jié)偏置壓降和連續(xù)變化的電阻來表示，這樣可畫出一條斜率為正的伏安特性曲線。典型的正向?qū)▔航禐?.0伏。導(dǎo)通壓降會(huì)引起導(dǎo)通損耗，必須用合適的吸熱設(shè)備對(duì)二極管進(jìn)行冷卻來限制結(jié)溫上升。

11、在反向偏置條件下，由于少數(shù)載流子的存在，有很小的泄漏電流流過，泄漏電流隨電壓逐漸增加。如果反向電壓超過了臨界值，叫做擊穿電壓，二極管雪崩擊穿，雪崩擊穿指的是當(dāng)反向電流變大時(shí)由于結(jié)功率損耗過大造成的熱擊穿。 電力二極管分類如下: 標(biāo)準(zhǔn)或慢速恢復(fù)二極管 快速恢復(fù)二極管 肖特基二極管 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件晶閘管晶閘管 閘流管或可控硅一直是工業(yè)上用于大功率變換和控制的傳統(tǒng)設(shè)備。50年代后期，這種裝置的投入使用開辟了現(xiàn)代固態(tài)電力電子技術(shù)。術(shù)語“晶閘管”來自與其相應(yīng)的充氣管等效裝置，閘流

12、管。通常，晶閘管是個(gè)系列產(chǎn)品的總稱，包括可控硅、雙向可控硅、門極可關(guān)斷晶閘管、金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管、集成門極換向晶閘管。晶閘管可分成標(biāo)準(zhǔn)或慢速相控型，快速開關(guān)型，電壓回饋逆變器型。逆變器型現(xiàn)已淘汰。 圖1-4A-2給出了晶閘管符號(hào)和它的伏安特性曲線?；旧?，晶閘管是一個(gè)三結(jié)P-N-P-N 器件，器件內(nèi)P-N-P 和N-P-N 兩個(gè)三極管按正反饋方式連接。P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件+IA-VACathodeAnodeLatchingcurrentHoldingcurrentF

13、orwardCondution dropIG3IG2IG1IG3IG2IG1IG=0+VA-IAReverseLeakagecurrentAvalanchebreakdownForwardLeakagecurrentForwardBreakovervoltageGate圖 1-4A-2 晶閘管符號(hào)和伏安特性P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 晶閘管可阻斷正向和反向電壓（對(duì)稱阻斷）。當(dāng)陽極為正時(shí)，晶閘管可由一個(gè)短暫的正門極電流脈沖觸發(fā)導(dǎo)通；但晶閘管一旦導(dǎo)通，門極即失去控制晶閘管關(guān)斷的能力。晶

14、閘管也可由陽極過電壓、陽極電壓的上升率（dv/dt）、結(jié)溫的上升、PN結(jié)上的光照等產(chǎn)生誤導(dǎo)通。 在門電流IG = 0時(shí)，如果將正向電壓施加到晶閘管上，由于中間結(jié)的阻斷會(huì)產(chǎn)生漏電流；如果電壓超過臨界極限（轉(zhuǎn)折電壓），晶閘管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。隨著門極控制電流IG 的增加，正向轉(zhuǎn)折電壓隨之減少，最后，當(dāng)門極控制電流IG= IG3時(shí)，整個(gè)正向阻斷區(qū)消失，晶閘管的工作狀態(tài)就和二極管一樣了。在晶閘管的門極出現(xiàn)一個(gè)最小電流，即阻塞電流，晶閘管將成功導(dǎo)通。 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 在導(dǎo)通期間，如果

15、門極電流是零并且陽極電流降到臨界極限值以下，稱作維持電流，晶閘管轉(zhuǎn)換到正向阻斷狀態(tài)。相對(duì)反向電壓而言，晶閘管末端的P-N 結(jié)處于反向偏置狀態(tài)?，F(xiàn)在的晶閘管具有大電壓（數(shù)千伏）、大電流（數(shù)千安）額定值。雙向可控硅雙向可控硅 雙向可控硅有復(fù)雜的復(fù)結(jié)結(jié)構(gòu)，但從功能上講，它是在同一芯片上一對(duì)反并聯(lián)的相控晶閘管。圖1-4A-3給出了雙向可控硅的符號(hào)。在電源的正半周和負(fù)半周雙向可控硅通過施加門極觸發(fā)脈沖觸發(fā)導(dǎo)通。在+工作方式，T2端為正，雙向可控硅由正門極電流脈沖觸發(fā)導(dǎo)通。在-工作方式，T1端為正，雙向可控硅由負(fù)門極電流脈沖觸發(fā)導(dǎo)通。P1U4A Power Semiconductor Devices 第一

16、部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 雙向可控硅比一對(duì)反并聯(lián)的晶閘管便宜和易于控制，但它的集成結(jié)構(gòu)有一些缺點(diǎn)。由于少數(shù)載流子效應(yīng)，雙向可控硅的門極電流敏感性較差，關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)。由于同樣的原因，重復(fù)施加的dv/dt 額定值較低，因此用于感性負(fù)載比較困難。雙向可控硅電路必須有精心設(shè)計(jì)的RC 緩沖器。雙向可控硅用于電燈的亮度調(diào)節(jié)、加熱控制、聯(lián)合型電機(jī)驅(qū)動(dòng)、50/60赫茲電源頻率的固態(tài)繼電器。 GateT2T1圖 1-4A-3 雙向可控硅符號(hào)P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率

17、半導(dǎo)體器件門極可關(guān)斷晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管 門極可關(guān)斷晶閘管，顧名思義，是一種晶閘管類型的器件。同其他晶閘管一樣，它可以由一個(gè)小的正門極電流脈沖觸發(fā)，但除此之外，它還能被負(fù)門極電流脈沖關(guān)斷。GTO 的關(guān)斷能力來自由門極轉(zhuǎn)移P-N-P 集電極的電流，因此消除P-N-PN-P-N 的正反饋效應(yīng)。GTO 有非對(duì)稱和對(duì)稱電壓阻斷兩種類型，分別用于電壓回饋和電流回饋?zhàn)儞Q器。 GTO 的阻斷電流增益定義為陽極電流與阻斷所需的負(fù)門極電流之比，典型值為4或5，非常低。這意味著6000安培的GTO 需要1,500安培的門極電流脈沖。 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第

18、四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 但是，脈沖化的門極電流和與其相關(guān)的能量非常小，用低壓電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管提供非常容易。GTO被用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)、靜態(tài)無功補(bǔ)償器和大容量AC/DC 電源。大容量GTO的出現(xiàn)取代了強(qiáng)迫換流、電壓回饋的可控硅換流器。圖1-4A-4給出了GTO的符號(hào)。圖 1-4A-4 GTO 符號(hào)GateAnodeCathodeKGP1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件電力電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管 與以前討論的器件不同，電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一

19、種單極、多數(shù)載流子、“零結(jié)”、電壓控制器件。圖1-4A-5給出了N型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的符號(hào)。GateDrainDIntegralInversediodeSourceSVGSVDS圖 1-4A-5 MOSFET 符號(hào)P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 如果柵極電壓為正并且超過它的門限值，N 型溝道將被感應(yīng)，允許在漏極和源極之間流過由多數(shù)載流子（電子）組成的電流。雖然柵極阻抗在穩(wěn)態(tài)非常高，有效的柵源極電容在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流。MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管有不對(duì)稱電壓阻斷能力，如圖所示內(nèi)部集

20、成一個(gè)通過所有的反向電流的二極管。二極管具有慢速恢復(fù)特性，在高頻應(yīng)用場(chǎng)合下通常被一個(gè)外部連接的快速恢復(fù)二極管旁路。 雖然對(duì)較高的電壓器件來說，MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管處于導(dǎo)通時(shí)損耗較大，但它的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間非常小，因而開關(guān)損耗小。它確實(shí)沒有與雙極性器件相關(guān)的少數(shù)載流子存儲(chǔ)延遲問題。雖然在靜態(tài)MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管可由電壓源來控制，通常的做法是在動(dòng)態(tài)由電流源驅(qū)動(dòng)而后跟隨一個(gè)電壓源來減少開關(guān)延遲。 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管在低壓、小功率和高頻（數(shù)十萬赫茲）開關(guān)應(yīng)用等領(lǐng)域得到

21、極其廣泛的應(yīng)用。譬如開關(guān)式電源、無刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和固態(tài)直流繼電器。絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管 在20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的絕緣柵雙極型晶體管是功率半導(dǎo)體器件發(fā)展歷史上的一個(gè)重要里程碑。它們?cè)谥械裙β剩〝?shù)千瓦到數(shù)兆瓦）的電力電子設(shè)備上處處可見，被廣泛用于直流/交流傳動(dòng)和電源系統(tǒng)。它們?cè)跀?shù)兆瓦功率級(jí)取代了雙極結(jié)型晶體管，在數(shù)千瓦功率級(jí)正在取代門極可關(guān)斷晶閘管。IGBT 基本上是混合的MOS 門控通斷雙極性晶體管，它綜合了MOSFET 和BJT 的優(yōu)點(diǎn)。它的結(jié)構(gòu)基本上與MOSFET 的結(jié)構(gòu)相似，只是在MOSFET 的N+漏極層上的集電極加了一個(gè)額外的P+層。 P1U4A Powe

22、r Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 IGBT有MOSFET 的高輸入阻抗和像BJT 的導(dǎo)通特性。如果門極電壓相對(duì)于發(fā)射極為正，P 區(qū)的N 型溝道受到感應(yīng)。這個(gè)P-N-P 晶體管正向偏置的基極發(fā)射極結(jié)使IGBT導(dǎo)通并引起 N區(qū)傳導(dǎo)性調(diào)制，這使得導(dǎo)通壓降大大低于MOSFET 的導(dǎo)通壓降。在導(dǎo)通條件下，在IGBT 的等效電路中，驅(qū)動(dòng)器MOSFET 運(yùn)送大部分的端子電流。由寄生N-P-N 晶體管引起的與晶閘管相似的阻塞作用通過有效地減少P+層電阻系數(shù)和通過MOSFET 將大部分電流轉(zhuǎn)移而得到預(yù)防。CEG圖 1-4A-

23、6 IGBT 符號(hào)P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 IGBT通過減小門極電壓到零或負(fù)電壓來關(guān)斷，這樣就切斷了P 區(qū)的導(dǎo)通通道。IGBT比BJT 或MOSFET 有更高的電流密度。IGBT 的輸入電容(Ciss)比MOSFET 的要小得多。還有，IGBT的門極集電極電容與門極發(fā)射極電容之比更低，給出了改善的密勒反饋效應(yīng)。金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管 金屬氧化物半導(dǎo)體控制的晶閘管(MCT)，正像名字所說的那樣，是一種類似于晶閘管，通過觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通的混合器件，它可以

24、通過在MOS 門施加一個(gè)短暫的電壓脈沖來控制通斷。MCT 具有微單元結(jié)構(gòu)，在那里同一個(gè)芯片上數(shù)千個(gè)微器件并聯(lián)連接。單元結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜。 P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 圖1-4A-7 給出了MCT 的符號(hào)。它由一個(gè)相對(duì)于陽極的負(fù)電壓脈沖觸發(fā)導(dǎo)通，由一個(gè)相對(duì)于陽極的正電壓脈沖控制關(guān)斷。MCT 具有類似晶閘管的P-N-P-N 結(jié)構(gòu)，在那里P-N-P 和N-P-N 兩個(gè)晶體管部件連接成正反饋方式。但與晶閘管不同的是MCT只有單極（或不對(duì)稱）電壓阻斷能力。如果MCT 的門極電壓相對(duì)于陽極為負(fù)，在

25、P 型場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的P 溝道受到感應(yīng)，使N-P-N 晶體管正向偏置。這也使 P-N-P 晶體正向偏置，由正反饋效應(yīng)MCT進(jìn)入飽和狀態(tài)。在導(dǎo)通情況下，壓降為1伏左右（類似于晶閘管）。 圖 1-4A-7 MCT 符號(hào)GCP1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 如果MCT 的門極電壓相對(duì)于陽極為正，N 型場(chǎng)效應(yīng)晶體管飽和并將P-N-P 晶體管的發(fā)射極-基極短路。這將打破晶閘管工作的正反饋環(huán)，MCT關(guān)斷。關(guān)斷完全是由于再結(jié)合效應(yīng)因而MCT 的關(guān)斷時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)。MCT 有限定的上升速率，因此在MCT 變

26、換器中必須加緩沖器電路。最近，MCT 已用于“軟開關(guān)”變換器中，在那不用限定上升速率。盡管電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，MCT的電流卻比電力 MOSFET、BJT和IGBT的大，因此它需要有一個(gè)較小的死區(qū)。1992年在市場(chǎng)上可見到MCT，現(xiàn)在可買到中等功率的MCT。MCT的發(fā)展前景尚未可知。P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件集成門極換向晶閘管集成門極換向晶閘管 集成門極換向晶閘管是當(dāng)前電力半導(dǎo)體家族的最新成員，由ABB 在1997年推出。圖1-4A-8給出了IGCT 的符號(hào)?；旧?，IGCT是一個(gè)具有單位

27、關(guān)斷電流增益的高壓、大功率、硬驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱阻塞的GTO。這表示具有可控3,000安培陽極電流的4,500 V IGCT需要3,000安培負(fù)的門極關(guān)斷電流。這樣一個(gè)持續(xù)時(shí)間非常短、di/dt非常大、能量又較小的門極電流脈沖可以由多個(gè)并聯(lián)的MOSFET來提供，并且驅(qū)動(dòng)電路中的漏感要特別低。 A G圖 1-4A-8 IGCT 符號(hào)P1U4A Power Semiconductor Devices 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文A 功率半導(dǎo)體器件功率半導(dǎo)體器件 門驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)置在IGCT模塊內(nèi)。IGCT內(nèi)有一對(duì)單片集成的反并聯(lián)二極管。導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通時(shí)電流上升率di/dt 、門驅(qū)動(dòng)器損耗、少數(shù)載流

28、子存儲(chǔ)時(shí)間、關(guān)斷時(shí)電壓上升率dv/dt 均優(yōu)于GTO 。IGCT更快速的通斷時(shí)間使它不用加緩沖器并具有比GTO 更高的開關(guān)頻率。多個(gè)IGCT可以串聯(lián)或并聯(lián)用于更大的功率場(chǎng)合。IGCT已用于電力系統(tǒng)連鎖電力網(wǎng)安裝（100兆伏安）和中等功率（最大5兆瓦）工業(yè)驅(qū)動(dòng)。 P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器B 電力電子變換器電力電子變換器1. 課文內(nèi)容簡(jiǎn)介：主要介紹專業(yè)課電力電子技術(shù)中整流器、逆變器、斬波器、周波變換器的作用、工作原理、基本電路結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。2. 溫習(xí)電力電子技術(shù)中整流電路、逆變電路、斬

29、波電路、交-交變頻電路等內(nèi)容。3. 生詞與短語 rectifier n. 整流器 chopper n. 斬波器 inverter n. 逆變器 cycloconverter n. 周波變換器 electrochemical adj. 電化學(xué)的 VAR 靜態(tài)無功功率 harmonics n. 諧波P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器 lagging n. 滯后，遲滯 power factor 功率因數(shù) configuration n. 輪廓，格局 voltage-fed inverter 電壓

30、源型逆變器 current-fed inverter 電流源型逆變器 stiff voltage source 恒壓源 stiff current source 恒流源 Thevenin impedance 戴維南電路等效阻抗 filter n. 濾波器 isolation transformer 隔離變壓器 buck chopper 降壓式變壓器 boost chopper 升壓式變壓器 quadrant n. 象限 duty ratio 占空比，功率比 P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換

31、器4.難句翻譯1 The efficiency of the rectifiers is very high, typically in the vicinity of 98%, because device conduction loss is low and switching loss is practically negligible.由于器件開通時(shí)損耗低，且其開關(guān)損耗幾乎可忽略不計(jì)，故該類整流器的效率很高，典型值約為98。2 A variable voltage source can be converted to a variable current source by conne

32、ction a large inductance in series and controlling the voltage within a feedback current control loop.通過串聯(lián)大電感，可變電壓源可以在電流反饋控制回路的控制下轉(zhuǎn)換為可變電流源。P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器5.參考譯文B 電力電子變換器電力電子變換器 電力電子變換器能將電力從交流轉(zhuǎn)換為直流（整流器），直流轉(zhuǎn)換為直流（斬波器），直流轉(zhuǎn)換為交流（逆變器），同頻率交流轉(zhuǎn)換為交流（交流控制器）

33、，變頻率交流轉(zhuǎn)換為交流（周波變換器）。它們是四種類型的電力電子變換器。變換器被廣泛用于加熱和燈光控制，交流和直流電源，電化學(xué)過程，直流和交流電極驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)無功補(bǔ)償，有源諧波濾波等等。整流器整流器 整流器可將交流轉(zhuǎn)換成直流。整流器可由二極管、可控硅、GTO、 IGBT、IGCT等組成。二極管和相控整流器是電力電子設(shè)備中份額最大的部分，它們的主要任務(wù)是與電力系統(tǒng)連接。P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器由于器件開通時(shí)損耗低，且其開關(guān)損耗幾乎可忽略不計(jì)，故該類整流器的效率很高，典型值約為98。但是

34、，它們的缺點(diǎn)是在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波，對(duì)其他用戶產(chǎn)生供電質(zhì)量問題。此外，晶閘管變換器給電力系統(tǒng)提供了一個(gè)滯后的低功率因數(shù)負(fù)載。 二極管整流器是最簡(jiǎn)單、可能也是最重要的電力電子電路。因?yàn)楣β手荒軓慕涣鱾?cè)流向直流側(cè)，所以它們是整流器。最重要的電路配置包括單相二極管橋和三相二極管橋。常用的負(fù)載包括電阻性負(fù)載、電阻-電感性負(fù)載、電容-電阻性負(fù)載。圖1-4B-1給出了帶RC負(fù)載的三相二極管橋式整流器。P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器abc 圖 1-4B-1 帶RC負(fù)載的三相橋式整流器uaubucLa

35、VD1VD3VD5VD4VD6VD2UdCFRLbLcNIdP1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器逆變器逆變器 逆變器是從一側(cè)接受直流電壓，在另一側(cè)將其轉(zhuǎn)換成交流電壓的裝置。根據(jù)應(yīng)用情況，交流電壓和頻率可以是可變的或常數(shù)。逆變器可分成電壓源型和電流源型兩種。電壓源型逆變器在輸入側(cè)應(yīng)有一個(gè)剛性的電壓源，即，電源的戴維南電路等效阻抗應(yīng)該為零。如果電源不是剛性的，再輸入側(cè)可接一個(gè)大電容。直流電壓可以是固定的或可變的，可從電網(wǎng)或交流發(fā)電機(jī)通過一個(gè)整流器和濾波器得到。電流注入或電流源型逆變器，像名字所表

36、示的那樣，在輸入側(cè)有一個(gè)剛性的直流電流源，與電壓源型逆變器需要一個(gè)剛性的電壓源相對(duì)應(yīng)。通過串聯(lián)大電感，可變電壓源可以在電流反饋控制回路的控制下轉(zhuǎn)換為可變電流源。這兩種逆變器都有著廣泛的應(yīng)用。它們使用的半導(dǎo)體器件可以是IGBT、電力MOSFET和IGCT等等。 圖1-4B-2給出了一種三相橋式電壓源型逆變器的常見電路。 P1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器AC圖 1-4B-2 帶電感負(fù)載的三相橋式電壓型逆變器LoadrectifierQ1Q3Q5Q4Q6Q2VD1VD3VD5VD4VD6VD2canbCUdLrIaIdP1U4B Power Electronic Converters 第一部分第四單元課文第一部分第四單元課文B 電力電子變換器電力電子變換器斬波器斬波器 斬波器將直流電源轉(zhuǎn)換成另一個(gè)具有不同終端參數(shù)的直流電源。它們被廣泛用于開關(guān)式電源和直流電機(jī)啟動(dòng)。其中一些斬波器，尤其是電源中的斬波器，有一個(gè)隔離變壓器。斬波器經(jīng)常在不同電壓的直流系統(tǒng)中用作連接器。 降壓和升壓斬波器是兩種基本的