第1講器件、驅(qū)動、保護(hù)

1、1第一章第一章 電力電子器件電力電子器件 第一講第一講 電力電子器件電力電子器件1.1 1.1 電力電子器件概述電力電子器件概述1.2 1.2 不可控器件不可控器件二極管二極管1.3 1.3 半控型器件半控型器件晶閘管晶閘管1.4 1.4 典型全控型器件典型全控型器件1.5 1.5 其它新型電力電子器件其它新型電力電子器件1.6 1.6 電力電子器件的驅(qū)動電力電子器件的驅(qū)動1.7 1.7 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)1.8 1.8 電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用1.1 1.1 電力電子器件概述電力電子器件概述1.1.處理功率的能力遠(yuǎn)大于信息電子器件。處理功率的

2、能力遠(yuǎn)大于信息電子器件。2.2.工作在開關(guān)狀態(tài)。工作在開關(guān)狀態(tài)。3.3.需要由信息電子電路來控制需要由信息電子電路來控制4.4.自身功耗遠(yuǎn)大于信息電子器件，要安裝散熱器自身功耗遠(yuǎn)大于信息電子器件，要安裝散熱器主要主要損耗損耗通態(tài)損耗通態(tài)損耗斷態(tài)損耗斷態(tài)損耗開關(guān)損耗開關(guān)損耗關(guān)斷損耗關(guān)斷損耗開通損耗開通損耗器件功耗主要是通態(tài)損耗器件功耗主要是通態(tài)損耗當(dāng)當(dāng) f 較高時，功耗主要是較高時，功耗主要是開關(guān)損耗開關(guān)損耗一般一般特征特征分分類類 電力電子器件的分類電力電子器件的分類半控型器件（半控型器件（Thyristor）通過控制信號可控制通,不能控制關(guān)全控型器件（全控型器件（IGBT,MOSFET) )

3、 通過控制信號既可控制通又可控制通過控制信號既可控制通又可控制 關(guān)又稱自關(guān)斷器件關(guān)又稱自關(guān)斷器件 不可控器件不可控器件 ( (Power Diode) ) 不能用控制信號來控制其通斷不能用控制信號來控制其通斷, , 不需要不需要 驅(qū)動電路驅(qū)動電路按照驅(qū)動電路信號的性質(zhì)分按照驅(qū)動電路信號的性質(zhì)分電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型從控制端注入或抽出電流來實(shí)現(xiàn)通、斷從控制端注入或抽出電流來實(shí)現(xiàn)通、斷電壓驅(qū)動型電壓驅(qū)動型在控制端和公共端間施加電壓就可實(shí)現(xiàn)通、斷在控制端和公共端間施加電壓就可實(shí)現(xiàn)通、斷1.2 電力二極管電力二極管UFPuiiFuFtfrt02V1)1)靜態(tài)特性靜態(tài)特性 主要指其伏安特性伏安特性IOIF

4、U二極管的電壓二極管的電壓- -電流特性隨時間變化電流特性隨時間變化2) 動態(tài)特性動態(tài)特性開通過程開通過程關(guān)斷過程關(guān)斷過程v經(jīng)一短暫時間重獲反向阻斷能力，進(jìn)入斷態(tài)。經(jīng)一短暫時間重獲反向阻斷能力，進(jìn)入斷態(tài)。v關(guān)斷前有較大反向電流關(guān)斷前有較大反向電流, ,伴有明顯反向電壓過沖伴有明顯反向電壓過沖v正向壓降先出現(xiàn)一個過沖正向壓降先出現(xiàn)一個過沖UFP，經(jīng)過一段時，經(jīng)過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個值（如間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個值（如 2V）。）。v正向恢復(fù)時間正向恢復(fù)時間tfr。v電流上升率越大，電流上升率越大，UFP越高越高 。開通過程開通過程FUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIR

5、PdiFdtdiRdt關(guān)斷過程關(guān)斷過程i1)1)正向平均電流正向平均電流I IF(AV)F(AV)主要參數(shù)主要參數(shù)額定電流額定電流在指定的管殼溫度和散熱條件下，其允許流過的最大在指定的管殼溫度和散熱條件下，其允許流過的最大工頻正弦半波電流工頻正弦半波電流的平均值的平均值。 I IF(AV)F(AV)是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來定義的，使用時應(yīng)按是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來定義的，使用時應(yīng)按有效值相等的有效值相等的原則原則來選取電流定額，并應(yīng)留有一定的裕量來選取電流定額，并應(yīng)留有一定的裕量2 2）正向壓降正向壓降U UF F 指定溫度下，流過允許電流時對應(yīng)的正向壓降。指定溫度下，流過允許電流時對應(yīng)的正向壓降

6、。3） 反向重復(fù)峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓URRM能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓。使用時，應(yīng)留有兩倍裕量能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓。使用時，應(yīng)留有兩倍裕量4）反向恢復(fù)時間反向恢復(fù)時間trr trr= td+ tf5 5）最高工作結(jié)溫）最高工作結(jié)溫T TJMJMTJM是指在是指在PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。TJM通常在通常在125175 C范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。6) 浪涌電流浪涌電流IFSM 指能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流指能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流1.2.3 電力二極管的主要類型電力二極管的主要類型1）普通二

7、極管）普通二極管（General Purpose Diode）又稱整流二極管又稱整流二極管（Rectifier Diode）多用于開關(guān)頻率不高（多用于開關(guān)頻率不高（1kHz以下）的整流電路中，反向恢復(fù)時間較長以下）的整流電路中，反向恢復(fù)時間較長正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高2) 快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管（Fast Recovery DiodeFRD）簡稱快速二極管簡稱快速二極管反向耐壓多在反向耐壓多在1200V1200V以下。分以下。分快速恢復(fù)快速恢復(fù)和和超快速恢復(fù)超快速恢復(fù)兩個等級兩個等級3. 3. 肖特基二極管肖特基二極管弱點(diǎn)：弱點(diǎn)：反向耐壓反

8、向耐壓 正向壓降正向壓降，多用于，多用于200V200V以下以下。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：反向恢復(fù)時間很短反向恢復(fù)時間很短（1040ns），正向恢復(fù)無明顯的電壓過沖。，正向恢復(fù)無明顯的電壓過沖。反向耐壓較低時其正向壓降明顯低于快恢復(fù)二極管。反向耐壓較低時其正向壓降明顯低于快恢復(fù)二極管。效率高，其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還小效率高，其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還小1.3 半控器件半控器件晶閘管晶閘管晶閘管晶閘管（Thyristor）：晶體閘流管，可控硅整流器晶體閘流管，可控硅整流器 （Silicon Controlled RectifierSCR）1956年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管。

9、年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管。1957年美國通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品。年美國通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品。1958年商業(yè)化。年商業(yè)化。開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代。開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代。20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，開始被全控型器件取代。年代以來，開始被全控型器件取代。耐高電壓大電流，工作可靠耐高電壓大電流，工作可靠, ,在大容量場合具有重要地位。在大容量場合具有重要地位。AAGGKKb )c )a )AGKKGAP1N1P2N2J1J2J3螺栓型螺栓型平板型平板型有三個聯(lián)接端有三個聯(lián)接端1.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工

10、作原理 常用晶閘管的結(jié)構(gòu)螺栓型晶閘管晶閘管模塊平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu)由兩個散熱器將其夾在中間由兩個散熱器將其夾在中間晶體管的結(jié)構(gòu)晶體管的結(jié)構(gòu) EGEAR晶體管的工作原理晶體管的工作原理 SGCII22211CCII)(122CGCIIIGGII212形成強(qiáng)烈正反饋形成強(qiáng)烈正反饋 晶閘管導(dǎo)通晶閘管導(dǎo)通IG（EG）失去作用，）失去作用，IA大小由外電路決定大小由外電路決定晶閘管承受正向電壓晶閘管承受正向電壓U UGKGK00I IA A I IHH晶閘管晶閘管導(dǎo)通條導(dǎo)通條件件使晶閘管的電流小于維持電流使晶閘管的電流小于維持電流晶閘管晶閘管關(guān)斷？關(guān)斷？增大增大R或減小或減小EA晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理

11、晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性晶閘管特性曲線晶閘管特性曲線正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM（1）正向特性正向特性IG=0時，器件兩端加正向電壓，有很時，器件兩端加正向電壓，有很小小 的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)。的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)。正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏，則漏 電流急劇增大，器件開通。電流急劇增大，器件開通。隨著門極電流幅值隨著門極電流幅值，正向轉(zhuǎn)折電壓正向轉(zhuǎn)折電壓晶閘管本身的壓降很小，晶閘管本身的壓降很小，1V左右。左右。轉(zhuǎn)折電壓轉(zhuǎn)折電壓IG2IG1I

12、G阻斷狀態(tài)時，有極小反相漏電流。阻斷狀態(tài)時，有極小反相漏電流。反向擊穿后，可能導(dǎo)致發(fā)熱損壞反向擊穿后，可能導(dǎo)致發(fā)熱損壞（2 2）反向特性反向特性100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA2) 關(guān)斷過程 反向阻斷恢復(fù)時間反向阻斷恢復(fù)時間trr 正向阻斷恢復(fù)時間正向阻斷恢復(fù)時間tgr 關(guān)斷時間關(guān)斷時間t tq以上兩者之和tq=trr+tgr （1-7) 普通晶閘管的關(guān)斷時間約幾百微秒2 2）動態(tài)特性）動態(tài)特性晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1) 開通過程延遲時間延遲時間td (0.51.5 s)上升時間上升時間tr (0.53 s)開通時間開

13、通時間tgt以上兩者之和， tgt=td+ tr 晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)1 1）電壓定額電壓定額斷態(tài)重復(fù)峰值電壓斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 門極斷路而結(jié)溫額門極斷路而結(jié)溫額定時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。定時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。 反向重復(fù)峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓URRM 門極斷路而結(jié)溫額門極斷路而結(jié)溫額定時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。定時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。通態(tài)（峰值）電壓通態(tài)（峰值）電壓UT某一規(guī)定倍數(shù)的額定某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。 2 2）電流定額電流定額通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流

14、I IT(AVT(AV）允許長期流過的允許長期流過的最大工頻正弦半波電流的平均值最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時應(yīng)按。使用時應(yīng)按有效值相等有效值相等的原則的原則來選取晶閘管。來選取晶閘管。維持電流維持電流 I IH H 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。擎住電流擎住電流 I IL L 剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后， 能維持導(dǎo)通所需能維持導(dǎo)通所需的最小電流。的最小電流。對同一晶閘管來說對同一晶閘管來說，通常通常I IL L約為約為I IH H的的2424倍倍。浪涌電流浪涌電流I ITSM TSM 使超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性

15、最大正向過載電流使超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流 。3 3）動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù) 晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)除開通時間除開通時間tgt和關(guān)斷時間和關(guān)斷時間tq外，還有：外，還有：斷態(tài)電壓臨界上升率斷態(tài)電壓臨界上升率d du u/d/dt t 額定結(jié)溫、門極開路，從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。額定結(jié)溫、門極開路，從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。 電壓上升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通電壓上升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通 。 通態(tài)電流臨界上升率通態(tài)電流臨界上升率d di i/d/dt t指在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有指在規(guī)定條件下，晶閘管能

16、承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。害影響的最大通態(tài)電流上升率。 如果電流上升太快，可能造成局部如果電流上升太快，可能造成局部過熱而使晶閘管損壞。過熱而使晶閘管損壞。晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件1 1）快速晶閘管（快速晶閘管（Fast Switching Thyristor FST)Fast Switching Thyristor FST)有有快速晶閘管快速晶閘管和和高頻晶閘管高頻晶閘管。開關(guān)時間以及開關(guān)時間以及d du u/d/dt t和和d di i/d/dt t耐量都有明顯改善。耐量都有明顯改善。普通晶閘管關(guān)斷時間數(shù)百微秒，快速為數(shù)十微秒，高頻的普通晶閘管關(guān)斷時間數(shù)百微秒，快速為數(shù)

17、十微秒，高頻的1010 s s左右左右高頻晶閘管的不足在于其電壓和電流定額都不易做高。高頻晶閘管的不足在于其電壓和電流定額都不易做高。由于工作頻率較高，不能忽略其開關(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng)。由于工作頻率較高，不能忽略其開關(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng)。2 2）雙向晶閘管（雙向晶閘管（Triode AC SwitchTRIACTriode AC SwitchTRIAC或或Bidirectional Bidirectional triode thyristortriode thyristor）可認(rèn)為是一對反并聯(lián)普通管的集成?？烧J(rèn)為是一對反并聯(lián)普通管的集成。有兩個主電極有兩個主電極T T1 1和和T T2 2，一個門極，

18、一個門極G G。在第和在第和IIIIII象限有對稱的伏安特性。象限有對稱的伏安特性。用有效值來表示其額定電流值用有效值來表示其額定電流值。GT1T2IOUIG=0逆導(dǎo)晶閘管（逆導(dǎo)晶閘管（Reverse Conducting Thyristor-RCTReverse Conducting Thyristor-RCT）KGAUOIIG=0將晶閘管反并聯(lián)一個二將晶閘管反并聯(lián)一個二極管制作在同一管芯上極管制作在同一管芯上的功率集成器件。的功率集成器件。具有正向壓降小、關(guān)斷具有正向壓降小、關(guān)斷時間短、高溫特性好、時間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高等優(yōu)點(diǎn)。額定結(jié)溫高等優(yōu)點(diǎn)。晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件光控

19、晶閘管（光控晶閘管（Light Triggered ThyristorLTTLight Triggered ThyristorLTTAGKAK光強(qiáng)度光強(qiáng)度強(qiáng)強(qiáng)弱弱OUIA又稱光觸發(fā)晶閘管，利用一定波又稱光觸發(fā)晶閘管，利用一定波長的光照信號觸發(fā)導(dǎo)通長的光照信號觸發(fā)導(dǎo)通保證了主電路與控制電路之間的保證了主電路與控制電路之間的絕緣，且可避免電磁干擾影響。絕緣，且可避免電磁干擾影響。多應(yīng)用在高壓大功率的場合。多應(yīng)用在高壓大功率的場合。晶閘管晶閘管 常用晶閘管的結(jié)構(gòu)螺栓型晶閘管晶閘管模塊平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu)由兩個散熱器將其夾在中間由兩個散熱器將其夾在中間電力電力MOSFETMOSFETIGBTIGBT

20、單管及模塊單管及模塊常用的常用的典型全控型器件典型全控型器件1.4 典型全控型器件典型全控型器件引言引言門極可關(guān)斷晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管在晶閘管問世后不久出現(xiàn)。在晶閘管問世后不久出現(xiàn)。2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來，電力電子技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新時代。年代以來，電力電子技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新時代。典型代表典型代表門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管。絕緣柵雙極晶體管。電力電力MOSFETMOSFETIGBTIGBT單管及模塊單管及模塊常用的常用的典型全控型器件典型全控型器件GTO GTR MOSFETIGBT（Gate-Tu

21、rn-Off Thyristor GTOGate-Turn-Off Thyristor GTO）Giant TransistorGTRGiant TransistorGTRMetal Oxide Semiconductor FETMetal Oxide Semiconductor FETInsulated-gate Bipolar TransistorIGBTInsulated-gate Bipolar TransistorIGBT所希望的開關(guān)特性應(yīng)該是：所希望的開關(guān)特性應(yīng)該是： 關(guān)斷時的漏電流較小，導(dǎo)通時關(guān)斷時的漏電流較小，導(dǎo)通時U Uonon小。小。 很高的正反向阻斷電壓的能力，減少元件的

22、串聯(lián)。很高的正反向阻斷電壓的能力，減少元件的串聯(lián)。 很大的電流導(dǎo)通能力。這可減少元件并聯(lián)。很大的電流導(dǎo)通能力。這可減少元件并聯(lián)。 較短的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，這可提高開關(guān)頻率。較短的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，這可提高開關(guān)頻率。 較小的控制功率。較小的控制功率。 具有阻止電壓和電流上升率的能力，可以不使用外具有阻止電壓和電流上升率的能力，可以不使用外部電路保護(hù)。部電路保護(hù)。 具有較高的具有較高的dv/dtdv/dt，di/dtdi/dt額定值。額定值。1. GTO1. GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)GKGKGN2N1N2P2P1AGKAa)b)c)a)各單元的陰極、門極間排列的圖形 b)并聯(lián)單元

23、結(jié)構(gòu)斷面示意圖 c)電氣圖形符號1.4.1 門極可關(guān)斷晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管 GTO GTO 可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷?？梢酝ㄟ^在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷。GTOGTO的容量與普通晶閘管接近，在兆瓦級以上大功率場合仍有較多的應(yīng)用的容量與普通晶閘管接近，在兆瓦級以上大功率場合仍有較多的應(yīng)用Gate-Turn-Off Thyristor與普通晶閘管的相同點(diǎn)與普通晶閘管的相同點(diǎn)PNPNPNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)外部引出陽極、陰極和門極外部引出陽極、陰極和門極與普通晶閘管的不同點(diǎn)與普通晶閘管的不同點(diǎn)多元功率集成器件，內(nèi)部包含數(shù)十個甚多元功率集成器件，內(nèi)部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個

24、共陽極小至數(shù)百個共陽極小GTOGTO元元GTOGTO元的陰極和門極在內(nèi)部并聯(lián)在一起元的陰極和門極在內(nèi)部并聯(lián)在一起RNPNPNPAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a)b)a) 雙晶體管模型 b工作原理)GTOGTO導(dǎo)通：與普通晶閘管一樣，只是導(dǎo)通時飽和程度較淺。導(dǎo)通：與普通晶閘管一樣，只是導(dǎo)通時飽和程度較淺。 多元集成結(jié)構(gòu)使多元集成結(jié)構(gòu)使GTO比普通晶閘管開通過程快，承受比普通晶閘管開通過程快，承受 di/dt能力強(qiáng)能力強(qiáng) 工作原理工作原理與普通晶閘管一樣可以用雙晶體管模型來分析與普通晶閘管一樣可以用雙晶體管模型來分析GTO關(guān)斷：門極加負(fù)脈沖即從門極抽

25、出電流，則Ib2減小，使IK和Ic2減小，繼而使IA和Ic1減小又進(jìn)一步減小V2的基極電流。當(dāng)IA和IK的減小到不能維持時，器件退出飽和關(guān)斷2008年4月網(wǎng)上資料：GTO容量達(dá)到4500V/3000A,廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。1、判定GTO的電極將萬用表撥至R*1檔，測量任意兩腳電阻，僅當(dāng)黑表筆接G極，紅表筆接K極時呈低阻值，其它均是高阻值。 1.4 1.4 電力晶體管電力晶體管電力晶體管（電力晶體管（Giant TransistorGTRGiant TransistorGTR，直譯為巨型晶體管），直譯為巨型晶體管） 。2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來，

26、在中、小功率范圍內(nèi)取代晶閘管，但目前又大多被年代以來，在中、小功率范圍內(nèi)取代晶閘管，但目前又大多被IGBTIGBT和電力和電力MOSFETMOSFET取代。取代。1 1）GTRGTR的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理與普通的雙極型晶體管一樣與普通的雙極型晶體管一樣主要特性是耐壓高、電流大、開關(guān)特性好。主要特性是耐壓高、電流大、開關(guān)特性好。通常采用至少由兩個晶體管按達(dá)林頓接法組成單元結(jié)構(gòu)。通常采用至少由兩個晶體管按達(dá)林頓接法組成單元結(jié)構(gòu)。采用集成電路工藝將許多這種單元并聯(lián)而成采用集成電路工藝將許多這種單元并聯(lián)而成 bcii單管單管GTRGTR的的 值通常為值通常為1010左右，采用達(dá)林頓接法可有效

27、增大電流增益左右，采用達(dá)林頓接法可有效增大電流增益 1.4 電力晶體管電力晶體管截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)OIcib3ib2ib1ib1ib220V20V將導(dǎo)致絕緣層擊穿將導(dǎo)致絕緣層擊穿 。 除跨導(dǎo)除跨導(dǎo)G Gfsfs、開啟電壓、開啟電壓U UT T之外還有：之外還有： (4)(4)極間電容極間電容極間電容極間電容C CGSGS、C CGDGD和和C CDSDS1.4 1.4 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管GTRGTR和和GTOGTO的特點(diǎn)的特點(diǎn)雙極型，電流驅(qū)動，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力雙極型，電流驅(qū)動，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力很強(qiáng)，開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。很強(qiáng)，開關(guān)速度較低，所

28、需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。MOSFETMOSFET的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)單極型，電壓驅(qū)動，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱單極型，電壓驅(qū)動，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單。穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單。兩類器件取長補(bǔ)短結(jié)合而成的復(fù)合器件兩類器件取長補(bǔ)短結(jié)合而成的復(fù)合器件Bi-MOSBi-MOS器件器件絕緣柵雙極晶體管（絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gate Bipolar TransistorIGBTInsulated-gate Bipolar TransistorIGBT）GTRGTR和和MOSFETMOSFET復(fù)合，結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合，結(jié)合二者的

29、優(yōu)點(diǎn)。19861986年投入市場，是中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件。年投入市場，是中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件。繼續(xù)提高電壓和電流容量，以期再取代繼續(xù)提高電壓和電流容量，以期再取代GTOGTO的地位。的地位。EGCN+N-a)PN+N+PN+N+P+發(fā) 射 極柵 極集 電 極注 入 區(qū)緩 沖 區(qū)漂 移 區(qū)J3J2J1GEC+-+-+-IDRNICVJ1IDRonb)GCc)1.4 1.4 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管 IGBT IGBT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)IGBTIGBT比比VDMOSFETVDMOSFET多一層多一層P P+ +注入?yún)^(qū)注入?yún)^(qū), ,有很強(qiáng)的通流能力有很強(qiáng)的通流能力是是GTRGTR

30、與與MOSFETMOSFET組成的達(dá)組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)林頓結(jié)構(gòu)R RN N為基區(qū)內(nèi)調(diào)制電阻為基區(qū)內(nèi)調(diào)制電阻N N溝道溝道IGBTIGBTVDMOSFETVDMOSFETGTRGTR組合組合場控器件，原理與電力場控器件，原理與電力MOSFETMOSFET基本相同，通斷由柵射極電壓基本相同，通斷由柵射極電壓u uGEGE決定。決定。導(dǎo)通導(dǎo)通：u uGEGE大于大于U UGE(th)GE(th)時，時，MOSFETMOSFET內(nèi)形成溝道，提供基極電流，內(nèi)形成溝道，提供基極電流，IGBTIGBT導(dǎo)通。導(dǎo)通。通態(tài)壓降通態(tài)壓降：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻R RN N減小，使通態(tài)壓降減小。減小，使

31、通態(tài)壓降減小。關(guān)斷關(guān)斷：柵射極間施加反壓或不加信號時，：柵射極間施加反壓或不加信號時，IGBTIGBT關(guān)斷。關(guān)斷。 IGBT IGBT的原理的原理1 1）IGBTIGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理 三端器件：柵極三端器件：柵極G G、集電極、集電極C C和發(fā)射極和發(fā)射極E EO有源區(qū)正向阻斷區(qū)飽和區(qū)反向阻斷區(qū)ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(th)UGE增加1.4.4 1.4.4 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性輸出特性分為三個區(qū)輸出特性分為三個區(qū) (2) IGBTIGBT的動態(tài)特性的動態(tài)特性ttt10%90%10%90%UCEIC0O0UGEUGE

32、MICMUCEMtfv1tfv2tofftontfi1tfi2td(off)tftd(on)trUCE(on)UGEMUGEMICMICMIGBTIGBT的開關(guān)過程的開關(guān)過程2)IGBT2)IGBT的基本特性的基本特性 (1)(1) IGBTIGBT的靜態(tài)特性的靜態(tài)特性3) IGBT的主要參數(shù)的主要參數(shù)正常工作溫度下允許的最大功耗正常工作溫度下允許的最大功耗 。(3)(3) 最大集電極功耗最大集電極功耗P PCMCM包括額定直流電流包括額定直流電流I IC C和和1ms1ms脈寬最大電流脈寬最大電流I ICP CP (2)(2) 最大集電極電流最大集電極電流由內(nèi)部由內(nèi)部PNPPNP晶體管的擊穿

33、電壓確定。晶體管的擊穿電壓確定。(1)(1) 最大集射極間電壓最大集射極間電壓U UCESCES1.4.4 1.4.4 絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管v開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。 v安全工作區(qū)比安全工作區(qū)比GTRGTR大，且具有耐脈沖電流沖擊能力。大，且具有耐脈沖電流沖擊能力。v通態(tài)壓降比通態(tài)壓降比VDMOSFETVDMOSFET低。低。v輸入阻抗高，輸入特性與輸入阻抗高，輸入特性與MOSFETMOSFET類似。類似。v與與MOSFETMOSFET和和GTRGTR相比，耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，相比，耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時保持開關(guān)頻率高的特點(diǎn)同時保持

34、開關(guān)頻率高的特點(diǎn) 。 IGBTIGBT的特性和參數(shù)特點(diǎn)可以總結(jié)如下的特性和參數(shù)特點(diǎn)可以總結(jié)如下： IGBTIGBT與反并聯(lián)的快速二極管封裝在一起與反并聯(lián)的快速二極管封裝在一起, ,制成模塊制成模塊, ,成為逆導(dǎo)器件成為逆導(dǎo)器件 1.5 其他新型電力電子器件其他新型電力電子器件1.5 MOS1.5 MOS控制晶閘管控制晶閘管MCTMCTMCTMCT（MOS Controlled Thyristor)MOSFET與晶閘管的復(fù)合承受極高承受極高di/dtdi/dt和和du/dtdu/dt，快速的開關(guān)過程，開關(guān)損耗小。快速的開關(guān)過程，開關(guān)損耗小。高電壓，大電流、高載流密度，低導(dǎo)通壓降。高電壓，大電流、

35、高載流密度，低導(dǎo)通壓降。一個一個MCTMCT器件由數(shù)以萬計的器件由數(shù)以萬計的MCTMCT元組成。元組成。每個元組成：一個每個元組成：一個PNPNPNPN管，一控制開通的管，一控制開通的MOSFETMOSFET，一關(guān)斷的，一關(guān)斷的MOSFETMOSFET。其關(guān)鍵技術(shù)無大突破，電壓和電流未達(dá)預(yù)期數(shù)值，未投入實(shí)際應(yīng)用。其關(guān)鍵技術(shù)無大突破，電壓和電流未達(dá)預(yù)期數(shù)值，未投入實(shí)際應(yīng)用。 SITSIT（Static Induction Transistor）結(jié)型場效應(yīng)晶體管多子導(dǎo)電器件，頻率與電力多子導(dǎo)電器件，頻率與電力MOSFETMOSFET相當(dāng)，適用于高頻大功率場合。相當(dāng)，適用于高頻大功率場合。在雷達(dá)通信

36、設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等在雷達(dá)通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。領(lǐng)域獲得應(yīng)用。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：柵極不加信號時導(dǎo)通，加負(fù)偏壓時關(guān)斷，稱為柵極不加信號時導(dǎo)通，加負(fù)偏壓時關(guān)斷，稱為正常導(dǎo)通型正常導(dǎo)通型器件，器件，使用不太方便。使用不太方便。通態(tài)電阻較大，通態(tài)損耗也大，因而還未在大多數(shù)電力電子設(shè)備通態(tài)電阻較大，通態(tài)損耗也大，因而還未在大多數(shù)電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。中得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)1.5 靜電感應(yīng)晶閘管靜電感應(yīng)晶閘管SITHSITH和和集成門極換流晶閘管集成門極換流晶閘管IGCT IGCT SITHSITH（Sta

37、tic Induction Thyristor）場控晶閘管（Field Controlled ThyristorFCT）SITHSITH是雙極型器件，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通態(tài)壓降低、通流能力強(qiáng)。是雙極型器件，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通態(tài)壓降低、通流能力強(qiáng)。其很多特性與其很多特性與GTOGTO類似，但開關(guān)速度比類似，但開關(guān)速度比GTOGTO高，是大容量的快速器件。高，是大容量的快速器件。 SITH SITH一般也是正常導(dǎo)通型，但也有正常關(guān)斷型。此外，電流關(guān)斷增益較一般也是正常導(dǎo)通型，但也有正常關(guān)斷型。此外，電流關(guān)斷增益較小，因而其應(yīng)用范圍還有待拓展小，因而其應(yīng)用范圍還有待拓展2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代

38、后期出現(xiàn)，結(jié)合了年代后期出現(xiàn)，結(jié)合了IGBTIGBT與與GTOGTO的優(yōu)點(diǎn)，容量與的優(yōu)點(diǎn)，容量與GTOGTO相相當(dāng)，開關(guān)速度快當(dāng)，開關(guān)速度快1010倍。倍。可省去可省去GTOGTO復(fù)雜的緩沖電路，但驅(qū)動功率仍很大。復(fù)雜的緩沖電路，但驅(qū)動功率仍很大。目前正在與目前正在與IGBTIGBT等新型器件激烈競爭，試圖最終取代等新型器件激烈競爭，試圖最終取代GTOGTO在大功率在大功率場合的位置。場合的位置。IGCTIGCT（Integrated Gate-Commutated ThyristorIntegrated Gate-Commutated Thyristor） GCTGCT（Gate-Commu

39、tated ThyristorGate-Commutated Thyristor）1.5 1.5 功率模塊與功率集成電路功率模塊與功率集成電路基本概念基本概念20st8020st80年代中后期開始年代中后期開始, , 多個器件裝在一個模塊中多個器件裝在一個模塊中, ,稱為稱為功率模塊功率模塊?？煽s小裝置體積，降低成本，提高可靠性?？煽s小裝置體積，降低成本，提高可靠性。對頻率高的電路對頻率高的電路, ,可大大減小線路電感可大大減小線路電感, ,簡化對保護(hù)和緩沖電路的要求。簡化對保護(hù)和緩沖電路的要求。將器件與邏輯、控制、保護(hù)、傳感、檢測、自診斷等信息電子電路制作將器件與邏輯、控制、保護(hù)、傳感、檢測

40、、自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上，稱為在同一芯片上，稱為功率集成電路功率集成電路（Power Integrated CircuitPower Integrated CircuitPICPIC）實(shí)際應(yīng)用電路實(shí)際應(yīng)用電路高壓集成電路高壓集成電路（High Voltage ICHVICHVIC）一般指橫向高壓器件與邏輯或模擬控制電路的單片集成。智能功率集成電路智能功率集成電路（Smart Power ICSPICSPIC）一般指縱向功率器件與邏輯或模擬控制電路的單片集成。智能功率模塊智能功率模塊（Intelligent Power ModuleIPMIPM）則專指IGBT及其輔助器件與其保護(hù)和

41、驅(qū)動電路的單片集成，也稱智能IGBT（Intelligent IGBT）。1.5 功率模塊與功率集成電路功率模塊與功率集成電路發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀主要技術(shù)難點(diǎn)：主要技術(shù)難點(diǎn)：高低壓電路之間的絕緣問題高低壓電路之間的絕緣問題以及以及溫升和散熱的處理溫升和散熱的處理。以前功率集成電路的開發(fā)和研究主要在中小功率應(yīng)用場合。以前功率集成電路的開發(fā)和研究主要在中小功率應(yīng)用場合。智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩難點(diǎn)智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩難點(diǎn), ,近幾年獲得近幾年獲得迅速發(fā)展迅速發(fā)展。功率集成電路實(shí)現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機(jī)電一體化的理想接口。功率集成電路實(shí)現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機(jī)電一體化

42、的理想接口。1.6.1 1.6.1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述驅(qū)動電路驅(qū)動電路主電路與控制電路之間的接口主電路與控制電路之間的接口驅(qū)動電路的基本任務(wù)：驅(qū)動電路的基本任務(wù)：按控制目標(biāo)的要求施加開通或關(guān)斷的信號。按控制目標(biāo)的要求施加開通或關(guān)斷的信號。對半控型器件只需提供開通控制信號。對半控型器件只需提供開通控制信號。對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號分類分類電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型,電壓驅(qū)動型電壓驅(qū)動型分立元件分立元件,專用集成驅(qū)動電路專用集成驅(qū)動電路雙列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的混合集

43、成電路雙列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的混合集成電路1.6 電力電子器件器件的驅(qū)動電力電子器件器件的驅(qū)動1.6.2 1.6.2 晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路IIMt1t2t3t4理想觸發(fā)脈沖電流波形晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路v晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：寬度應(yīng)保證可靠導(dǎo)通。有足夠的幅度。不超過門極電壓、電流和功率定額有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。t1t3強(qiáng)脈寬度t1t4脈沖寬度IM強(qiáng)脈沖幅值常見的晶閘管觸發(fā)電路常見的晶閘管觸發(fā)電路vV V1 1、V V2 2構(gòu)成構(gòu)成脈沖放大環(huán)節(jié)脈沖放大環(huán)節(jié)。v脈沖變壓器脈沖變壓器TMTM

44、和附屬電路構(gòu)成和附屬電路構(gòu)成脈脈沖輸出環(huán)節(jié)沖輸出環(huán)節(jié)。v V V1 1、V V2 2導(dǎo)通時，通過脈沖變壓導(dǎo)通時，通過脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。出觸發(fā)脈沖。1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路推薦的推薦的GTOGTO門極電壓電流波形門極電壓電流波形OttOuGiG1) 1) 電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路正的門極電流正的門極電流5V5V的負(fù)偏壓的負(fù)偏壓 GTOGTO驅(qū)動電路通常包括驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)開通驅(qū)動電路動電路、關(guān)斷驅(qū)動電路關(guān)斷驅(qū)動電路和和門門極反偏電路極反偏電路三部分，可分為三部分

45、，可分為脈沖變壓器耦合式脈沖變壓器耦合式和和直接耦直接耦合式合式兩種類型。兩種類型。(1) GTO(1) GTO開通控制開通控制與普通晶閘管相似。與普通晶閘管相似。關(guān)斷控制關(guān)斷控制需施加負(fù)門極電流。需施加負(fù)門極電流。直接耦合式驅(qū)動電路可避免直接耦合式驅(qū)動電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿。蕩，可得到較陡的脈沖前沿。目前應(yīng)用較廣，但其功耗大，目前應(yīng)用較廣，但其功耗大，效率較低。效率較低。典型的直接耦合式典型的直接耦合式GTOGTO驅(qū)動電路驅(qū)動電路1.7.1 1.7.1 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù)過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 電力電子裝置可能的過電壓電

46、力電子裝置可能的過電壓外因過電壓外因過電壓和內(nèi)因過電壓內(nèi)因過電壓外因過電壓：主要來自雷擊和系統(tǒng)操作過程等外因外因過電壓：主要來自雷擊和系統(tǒng)操作過程等外因操作過電壓操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起雷擊過電壓雷擊過電壓：由雷擊引起：由雷擊引起內(nèi)因過電壓：主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程內(nèi)因過電壓：主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程換相過電壓換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓。反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓。

47、關(guān)斷過電壓關(guān)斷過電壓：全控型器件關(guān)斷時，正向電流迅速降低而由線路電感：全控型器件關(guān)斷時，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。1.7 電力電子器件器件的保護(hù)電力電子器件器件的保護(hù)b)tuCEiCOdidt抑制電路無時didt抑制電路有時有緩沖電路時無緩沖電路時uCEiCd di i/d/dt t抑制電路和抑制電路和充放電型充放電型RCDRCD緩沖電路及波形緩沖電路及波形ADCB無緩沖電路有緩沖電路uCEiCO關(guān)斷時的負(fù)載線關(guān)斷時的負(fù)載線1.7 緩沖電路緩沖電路緩沖電路緩沖電路(Snubber Circuit)(Snubber Circuit) ：又稱：

48、又稱吸收電路吸收電路，抑制器件的內(nèi)因過電，抑制器件的內(nèi)因過電壓、壓、d du u/d/dt t、過電流和、過電流和d di i/d/dt t，減小器件的開關(guān)損耗。，減小器件的開關(guān)損耗。v關(guān)斷緩沖電路關(guān)斷緩沖電路（d du u/d/dt t抑制電路）抑制電路）v開通緩沖電路開通緩沖電路（d di i/d/dt t抑制電路）抑制電路）v復(fù)合緩沖電路復(fù)合緩沖電路關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。v通常緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路，將開通緩沖電路叫做通常緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路，將開通緩沖電路叫做d di i/d/dt t抑制電路抑制電路 目的：當(dāng)額定電壓小于要求時，可串

49、聯(lián)目的：當(dāng)額定電壓小于要求時，可串聯(lián)1.8 1.8 晶閘管的串聯(lián)晶閘管的串聯(lián)b)a)RCRCVT1VT2RPRPIOUUT1IRUT2VT1VT2靜態(tài)均壓措施靜態(tài)均壓措施：v選用參數(shù)和特性盡量一致的器件電阻均壓，Rp阻值應(yīng)小得多動態(tài)均壓措施動態(tài)均壓措施：選擇動態(tài)參數(shù)特性一致器件。選擇動態(tài)參數(shù)特性一致器件。用用RCRC并聯(lián)支路作動態(tài)均壓。并聯(lián)支路作動態(tài)均壓。用門極強(qiáng)觸發(fā)減小器件開通時間差異用門極強(qiáng)觸發(fā)減小器件開通時間差異問題：電壓分配不均問題：電壓分配不均1.8 晶閘管的并聯(lián)晶閘管的并聯(lián)目的目的：多個器件并聯(lián)來承擔(dān)較大的電流：多個器件并聯(lián)來承擔(dān)較大的電流問題問題：會分別因靜態(tài)和動態(tài)特性參數(shù)的差異

50、導(dǎo)致電流分配不均：會分別因靜態(tài)和動態(tài)特性參數(shù)的差異導(dǎo)致電流分配不均 均流措施均流措施：*挑選特性參數(shù)一致器件。挑選特性參數(shù)一致器件。*采用均流電抗器采用均流電抗器 *用門極強(qiáng)觸發(fā)也有助于動態(tài)均流用門極強(qiáng)觸發(fā)也有助于動態(tài)均流靜態(tài)均流靜態(tài)均流動態(tài)均流動態(tài)均流事實(shí)：事實(shí)：高頻逆變器中，為減小開關(guān)損耗和開關(guān)速度，寧可使用小容量管并聯(lián)高頻逆變器中，為減小開關(guān)損耗和開關(guān)速度，寧可使用小容量管并聯(lián)大電流時，管子達(dá)不到要求大電流時，管子達(dá)不到要求考慮晶閘管并聯(lián)考慮晶閘管并聯(lián)電力電子器件分類電力電子器件分類“樹樹”單極型：電力單極型：電力MOSFETMOSFET和和SITSIT雙極型：電力二極管、晶閘管、雙極型

51、：電力二極管、晶閘管、GTOGTO、GTRGTR和和SITHSITH 復(fù)合型：復(fù)合型：IGBTIGBT和和MCTMCT本章小結(jié)本章小結(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容介紹器件的基本結(jié)構(gòu)、原理、特性和參數(shù)等。介紹器件的基本結(jié)構(gòu)、原理、特性和參數(shù)等。討論器件驅(qū)動、保護(hù)和串、并聯(lián)使用討論器件驅(qū)動、保護(hù)和串、并聯(lián)使用電壓驅(qū)動型電壓驅(qū)動型：單極型器件和復(fù)合型器件，雙極型器件中的：單極型器件和復(fù)合型器件，雙極型器件中的SITHSITH特點(diǎn)：輸入阻抗高，驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，頻率高。特點(diǎn)：輸入阻抗高，驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，頻率高。電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型：雙極型器件中除：雙極型器件中除SITHSITH外外特點(diǎn)：有電導(dǎo)調(diào)

52、制效應(yīng)，通態(tài)壓降低，導(dǎo)通損耗小，頻率較低，驅(qū)動特點(diǎn)：有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通態(tài)壓降低，導(dǎo)通損耗小，頻率較低，驅(qū)動功率大功率大, ,驅(qū)動電路較復(fù)雜。驅(qū)動電路較復(fù)雜。本章小結(jié)本章小結(jié)當(dāng)前的格局當(dāng)前的格局:IGBTIGBT為主體，第四代產(chǎn)品，制造水平為主體，第四代產(chǎn)品，制造水平2.5kV / 1.8kA2.5kV / 1.8kA，兆瓦以下首選。仍，兆瓦以下首選。仍在不斷發(fā)展，與在不斷發(fā)展，與IGCTIGCT等新器件激烈競爭，試圖在兆瓦以上取代等新器件激烈競爭，試圖在兆瓦以上取代GTOGTO。GTOGTO：兆瓦以上首選，制造水平：兆瓦以上首選，制造水平6kV / 6kA6kV / 6kA。使用。使用4.5kV/3kA4.5kV/3kA光控晶閘管：功率更大場合光控晶閘管：功率更大場合,8kV/3.5kA,8kV/3.5kA,裝置最高達(dá)裝置最高達(dá)300MVA,300MVA,容量最大。容量最大。電力電力MOSFETMOSFET：長足進(jìn)步，中小功率領(lǐng)域特別是低壓，地位牢固。：長足進(jìn)步，中小功率領(lǐng)域特別是低壓，地位牢固。功率模塊和功率集成電路是現(xiàn)在電力電子發(fā)展的一個共同趨勢。功率模塊和功率集成電路是現(xiàn)在電力電子發(fā)展的一個共同趨勢。GTOGTOGTRGTRMOSFETMOSFETIGBTIGBT器件名稱器件名稱功率容量功率容量驅(qū)動電路驅(qū)動電路通