電力課件-第2講電子器件

第2 電力電子器電力電不可控器件-電力二半控型器件-典型全控其他新功率模

電力電子技第2 電力電子器電力電子器件，又稱電力（功率）半導(dǎo)電力電子電路（變流技術(shù)）的基掌握各種二極管，重點掌半控器件：C工原主參重點握典型控器件：、OSET、 。

電力電子技第2 電力電子器概念電力電子器件（PowerElectronic主電路電子器件。主電路（MainPower分類電真空器件 弧整流器、閘流管

半導(dǎo)體器

(采用的主要材料硅

電力電子技第2 電力電子器電力電子器件主要指電力半導(dǎo)體器件與普通半導(dǎo)體器件有何區(qū)別3）同處理信息的電子器件相比的一般電力電子器件能處理電功率的能處理信息的電電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。電力電子器件自身的

電力電子技第2 電力電子器電力電子系統(tǒng)的

V2

的主電路

電力電子器件在實際應(yīng)用中的

電力電子技第2 電力電子器不可控器件-PowerDiode結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠，自20世紀(jì)快恢復(fù)二極管 變，以及低壓高頻整流的場合，具有不可替代的地

圖2-1整流二極管

電力電子技 第2電力電子器件第2電力電子器件

電力電子技第2 電力電子器從外形有螺栓型和平板

AKKAAKKA 種封裝 圖2-2電力二極管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖bc

電力電子技第2 電力電子器

AAK

電力電子技第2 電力電子器

圖2- PN結(jié)的形

電力電子技第2 電力電子器

圖2-

PN結(jié)的

電力電子技第2 電力電子器電力二極管與普通二極管導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；電力二極管在P區(qū)和N區(qū)之間多了一層低摻雜N也稱為漂移區(qū)，這種結(jié)構(gòu)稱為P-i-N結(jié)構(gòu)電導(dǎo)調(diào)制PN。

電力電子技第2 電力電子器靜態(tài)特主要是指其伏安正向電壓大到一定值（門電壓UTO），正向電流才開始承受反向電壓時 子起的微小而數(shù)值恒定的反漏電流

IOUTO 圖2-5電力二極管的伏安電力電子技第2 電力電子器

動態(tài)特dFdt1:反向tF tddUtRt0:UdFdt1:反向tF tddUtRt0:UiFt2:電流刻0uFtt由正向偏置轉(zhuǎn)換為反向偏在關(guān)斷之前有較大的反向電流出現(xiàn)并伴隨有明顯的反向電壓延遲時間：td=t1-電流下降時間：tf=t2-反向恢復(fù)時間：tt

圖2-6電力二極管的動態(tài)過程正向偏置轉(zhuǎn)換為反向偏零偏置轉(zhuǎn)換為正向偏

恢復(fù)特性的軟度tf/td，或稱復(fù)系數(shù)，用Sr表示電力電子技第2 電力電子器由零偏置轉(zhuǎn)換為正向u先出現(xiàn)一個過沖UFP， 過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài) 降的某個值（如2V） 正向恢復(fù)時間出現(xiàn)電壓過沖的原因F導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)起作用所需的大 F少子需要一定的時間 ，在達到穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通之前管壓大；正向電流的上升會因自身的電感而產(chǎn)生較大壓電流上升率越大，UFP越高

圖2-7形

電力電子技第2 電力電子器正向平均電流表示值相等的原則來選取電 ，并應(yīng)留有一定的裕量正向壓降指電力二極管在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正電流時對應(yīng)的正反向重復(fù)峰值電壓指對電力二極管所能重復(fù)施加的反向 值電壓

使用時，應(yīng)當(dāng)留有兩倍的裕量

電力電子技第2 電力電子器最高工作結(jié)溫結(jié)溫是指管芯PN結(jié)的平均溫度，用TJ表示最高工作結(jié)溫是指在的最高平均溫度。TJM通常在125～175C范圍之內(nèi)反向恢復(fù)時間浪涌電流指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個或幾個的過電流

電力電子技第2 電力電子器電力二極管的主要類普通二極管（GeneralPurpose又稱整流二極管（RectifierDiode），多用于開關(guān)頻率高（1kHz以下）其反向恢復(fù)時間較長，一般在5s以上其正向電 和反向電 可以達到很高

電力電子技第2 電力電子器快恢復(fù)二極管（FastRecoveryDiode——恢復(fù)過程以下）。快恢復(fù)外延二（FastRecoveryDiodes-FRED），其反向恢復(fù)時間更短（可低于50ns），從性能上可分為快速恢復(fù)00甚至達到2030ns。

電力電子技第2 電力電子器二極管（SchottkyBarrierDiode——屬于多子器4n）其也20向漏電流較大且對溫度

電力電子技第2 電力電子器半控型器件—晶閘晶閘管的流器（SiliconControlledRectifier——SCR） 貝 發(fā)明了晶閘管 通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品19520世紀(jì)80年代以來，開始被全控型能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠

容量的場合具有重要地位

電力電子技第2 電力電子器常用晶

平板型晶閘管外形及圖2-8

電力電子技第2第2電力電子器件圖2-9晶閘管外形比電力電子技第2 電力電子器1、晶閘管的可控單向?qū)щ夾AGK圖2-10

電力電子技AG AAG AG

電力電子技第2 電力電子器表況1231231234亮暗

電力電子技第2 電力電子器實驗結(jié)果表明晶閘管在反向陽極電壓作用下，不論門極為何種電壓都處于關(guān)斷狀當(dāng)門極未加觸發(fā)電壓時，晶閘管具有正能導(dǎo)通

電力電子技第2 電力電子器晶閘管一旦導(dǎo)通后，門極失去可控作單向?qū)щ娦裕簩?dǎo)通的晶閘管，不管門極

電力電子技第2 電力電子器結(jié)論一晶閘管的1、陽極與陰極之間加上正向2、門極與陰極之間加上適當(dāng)?shù)恼螂?/p>

晶閘管關(guān)斷的條⒈減小陽⒉增大負⒊加反向陽極電電力電子技第2 電力電子器2、晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通原理

電力電子技第2 電力電子器2、晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通原理PN-與V2(N1-P2-N2)組成。

圖2-11晶閘管

電力電子技第2 電力電子器A

K

流入時，就形成圖2-12晶閘管

的正反

電力電子技第2 電力電子器由晶體管的工作原理，得Ic1 1I ICBO

Ic2

2I ICBO2（2）I I IG（3I Ic1Ic2 式中1和2V1I和CBV1V2： 2

ICBO1ICBO2 圖2-13晶閘管的雙晶體管模型及其工作A

1(12

ab)工作電力電子技第2 電力電子器總結(jié)阻斷狀態(tài)

I=0，1+2很小。流過晶閘管的漏G于兩個晶體管漏G致1+2趨近于1的話，流過晶閘管的電流IA 窮大，實現(xiàn)飽和導(dǎo)通IA實際由外電路決定。

電力電子技第2 電力電子器其他幾種可能導(dǎo)通的情況陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩光觸應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中，稱為光控晶閘管（LightTriggeredThyri