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電力電子器件

電力電子器件(Power Electronic Device)又稱為功率半導體器件,主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件(通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安,電壓為數(shù)百伏以上)。

更新時間:2016/06/16 瀏覽量:1758

電力電子器件
1電力電子器件分類

?一、按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度分類?:
1.半控型器件,例如晶閘管;
2.全控型器件,例如GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、GTR(電力晶體管),MOSFET(電力場效應晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管);
3.不可控器件,例如電力二極管;
二、按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)分類:
1.電壓驅(qū)動型器件,例如IGBT、MOSFET、SITH(靜電感應晶閘管);
2.電流驅(qū)動型器件,例如晶閘管、GTO、GTR;
三、根據(jù)驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號波形分類:
1.脈沖觸發(fā)型,例如晶閘管、GTO;
2.電子控制型,例如GTR、MOSFET、IGBT;
按照電力電子器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況分類:
1.單極型器件,例如電力二極管、晶閘管、GTO、GTR;
2.雙極型器件,例如MOSFET、IGBT;
3.復合型器件,例如MCT(MOS控制晶閘管)。

電力電子器件分類

電力電子器件分類

2電力電子器件損耗

電力電子器件的損耗主要包括有開通、關(guān)斷、通態(tài)損耗。
在通常情況下,電力電子器件功率損耗主要為通態(tài)損耗,而當器件開關(guān)頻率較高時,功率損耗主要為開關(guān)損耗。另外,si的二極管有反向恢復損耗,sic SBD沒有二極管的反向恢復損耗。在zvs的時候沒有開通損耗,zcs的時候沒有關(guān)斷損耗。其中一般的器件來說關(guān)斷損耗最大,通態(tài)損耗其次,開通損耗最小,這個是由于關(guān)斷慢時間長,開通快,IV積分損耗小,通態(tài)損耗為rds,on和電流的平方,隨溫度變化會增大。
電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)損耗就小是相對而言的,開關(guān)狀態(tài)的晶體管飽和導通,壓降很小,耗電也就很小。放大狀態(tài)的晶體管壓降很高,耗電也就很多。電子開關(guān)的消耗遠遠大于接觸器,但是它的開關(guān)速度很快。

電力電子器件損耗

電力電子器件損耗

3電力電子器件優(yōu)缺點

1、電力二極管:結(jié)構(gòu)和原理簡單,工作可靠;
2、晶閘管:承受電壓和電流容量在所有器件中最高
3、IGBT:開關(guān)速度高,開關(guān)損耗小,具有耐脈沖電流沖擊的能力,通態(tài)壓降較低,輸入阻抗高,為電壓驅(qū)動,驅(qū)動功率??;缺點:開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓,電流容量不及GTO
4、GTR:耐壓高,電流大,開關(guān)特性好,通流能力強,飽和壓降低;缺點:開關(guān)速度低,為電流驅(qū)動,所需驅(qū)動功率大,驅(qū)動電路復雜,存在二次擊穿問題
5、GTO:電壓、電流容量大,適用于大功率場合,具有電導調(diào)制效應,其通流能力很強;缺點:電流關(guān)斷增益很小,關(guān)斷時門極負脈沖電流大,開關(guān)速度低,驅(qū)動功率大,驅(qū)動電路復雜,開關(guān)頻率低
6、MOSFET:開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性好,所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單,工作頻率高,不存在二次擊穿問題;缺點:電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
7、制約因素:耐壓,電流容量,開關(guān)的速度。

電力電子器件優(yōu)缺點

電力電子器件優(yōu)缺點

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