电力电子提纲整理

第一章

一、电力电子技术的定义：应用于电力领域的电子技术

二、四大类电力变换：交流变直流（AC-DC），直流边交流，直流变直流，交流变交流

三、电力电子技术的研究对象：电子器件制造技术和电力电子器件的应用技术

四、电力电子技术的发展史：以电力电子器件的发展史为纲，诞生的标志是制造出第一个晶闸管，对晶闸管的电路控制方式主要为相控方式，相对应的是斩控方式

第二章

一、电力电子器件的定义：是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件

二、与信息电子器件相比，电力电子器件的特征：

1)能处理电功率的大小，即承受电压和电流 的能力是最重要的参数，其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级, 大多都远大于处理信息的电子器件。

2)电力电子器件一般都工作在开关状态，导通时【通态】阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定。阻断时【断态】阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定。电力电子器件的动态特性【也就是开关特性】和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题。作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替

3)电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制，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

4)尽管工作在开关状态，但是电路电子器件自身的功率损耗通常远大于信息电子器件，为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上讲究散热设计，在其工作时一般都要安装散热器。导通时器件上有一定的通态压降，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 ，在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关断损耗，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是造成器件发热的原因之一 通常电力电子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，器件开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素

三、电力电子器件的主要工作状态：开关状态

四、电力电子器件的主要损耗：开关损耗

五、电力电子器件的冷却方式：风冷、水冷、自冷

六、应用电力电子器件的系统组成：主电路和控制电路（检测电路和驱动电路）

七、电力电子器件的分类：半控型器件（晶闸管），自关断器件（绝缘栅双极晶体管、电力场效应晶体管），不可控器件（电力二极管）

八、

1.电力二极管

（1）封装类型：螺栓型、平板型等 （2）电气符号：

（3）工作原理：PN结的单向导电性，以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能；电力二极管是不可控器件，其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。 （4）主要类型：普通二极管（整流二极管），快恢复二极管（快速二极管），肖特基二极管（5）主要参数：正向平均电流IF，正向（av）压降UF，反向重复峰值电压URRM，最高工作结温TJM，反向恢复时间trr，浪涌电流IFSM （6）应用场合：可以在交流直流变换电路中作为整流元件，也可以在电感元件的电能需要适当释放的电路中作为续流元件，还可以在各种变流电路中作为电压隔离、钳位或保护元件

2.晶闸管

（1）封装类型：螺栓型和平板型 （2）电气符号：（竖直）

（3）工作原理：晶闸管T在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。 （4）主要参数：电压定额（断态重复峰值电压UDRM，反向重复峰值电压URRM，通态电压UTM），电流额定（通态平均电流AT(av)，维持电流IH，擎住电流IL，浪涌电流ITSM）,动态参数（开通时间tgt，关断时间tq，断态电压临界上升率du/dt,断态电流临界上升率di/dt)

(5)工作时的特性：①当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通 ②当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通 ③晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，无论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通 ④若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近零的某一数值以下

（6）派生器件，英文缩写，应用场合：快速晶闸管（TST,应用于斩波或逆变电路中），双向晶闸管（TRIAC,应用在交流调压电路、固态继电器和交流电动机调速等领域），逆导晶闸管（RCT,用于不需要阻断反向电压的电路中），光控晶闸管（又称光触发晶闸管LTT,应用于高压大功率场合，如高压直流输电和高压核聚变装置中）

3.门极可关断晶闸管

（1）主要参数：和晶闸管差不多，后面是比较不同的，最大可关断阳极电流IATO，电流关断增益 off，开通时间ton，关断时间off （2）英文缩写和电气符号：GTO

4.电力晶体管

（1）主要参数：最高工作电压，集电极最大允许电流IcM，集电极最大耗散功率PcM，电流放大倍数 ，直流电流增益hFE，集电极与发射极间漏电流Iceo，集电极和发射极间饱和压降Uces，开通时间ton，关断时间off （2）英文缩写和电气符号：CTR,

代晶闸管

5.电力场效应晶体管 （竖直） （3）场合：在中小功率范围内取（竖直） (3)应用场合：主要用于兆瓦级以上的大功率场合 tt

（1）类型：电力MOSFET（属绝缘栅型）和静电感应晶体管 （2）工作原理：电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。导电：在栅源极间加正电压UGS，当UGS大于UT时，P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电. (3)应用场合：只适合小功率场合 （4）主要参数：跨导G(fs)，开启电压U（T），开关过程中各时间常数，漏极电压U(DS)，漏极直流电流I(D)，漏极脉冲电流幅值I(DM)，栅源电压U(GS),极间电容（C(GS)、C(GD)、C(DS)）

（5）缩写和电气符号：FET

(这个为N沟道，P沟道箭头相反，竖直)

6. 绝缘栅双极晶体管：

（1

）电气符号：(竖直)，（2）工作原理：IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。(3)主要参数：最大集射极间电压UCES，最大集电极电流（包括额定直流电流IC和1ms脉宽最

大电流ICP，最大集电极功耗PCM （4）主要类型：N—IGBT和P—IGBT

（5）应用场合：适用于大电流、高压和高频

7.其他：mos控制晶闸管MCT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、集成门换流流晶闸管IGCT

8．电力电子发展趋势：进入 9 0年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。高频化是今后电力电子技术创新 …… 此处隐藏：8243字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……