好一点小编带来了电力电子器件有几种分类方法,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
1、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类:
半控型器件,例如晶闸管;全控型器件,例如GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管),Power MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管);不可控器件,例如电力二极管。
2、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类:
电压驱动型器件,例如IGBT、Power MOSFET、SITH(静电感应晶闸管);电流驱动型器件,例如晶闸管、GTO、GTR。
3、根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类:
脉冲触发型,例如晶闸管、GTO;电子控制型,例如GTR、PowerMOSFET、IGBT。
4、按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类:
双极型器件,例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR;单极型器件,例如PowerMOSFET、SIT、肖特基势垒二极管;复合型器件,例如MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT、SITH和IGCT。
器件发展
功率器件几乎用于所有的电子*业,包括计算机领域的笔记本、PC、服务器、显示器以及各种外设;网络通信领域的*、*以及其它各种终端和局端设备;消费电子领域的传统黑白家电和各种数码产品;工业控制类中的工业PC、各类仪器仪表和各类控制设备等。
除了保证这些设备的正常运行以外,功率器件还能起到有效的节能作用。由于电子产品的需求以及能效要求的不断提高,中国功率器件市场一直保持较快的发展速度。
一:电力电子器件的分类共有四大类!
其中每类又能分出多种不同类型:
一、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类:
1、半控型器件,例如晶闸管;
2、全控型器件,例如(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管),MOSFET(电力场效 应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管);
3、不可控器件,例如电力二极管。
二、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类:
1、电压驱动型器件,例如IGBT、MOSFET、SITH(静电感应晶闸管);
2、电流驱动型器件,例如晶闸管、GTO、GTR。
三、根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类:
1、脉冲触发型,例如晶闸管、GTO;
2、电子控制型,例如GTR、MOSFET、IGNT。
四、按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类:
1、双极型器件,例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR;
2、单极型器件,例如MOSFET、SIT;
3、复合型器件,例如MCT(MOS控制晶闸管)和IGBT。
二: 高频化、集成化、标准模块化和智能化是电力电子器件未来的主要发展方向。
(1)随着电力电子技术应用的不断发展,对电力电子器件性能指标和可靠性的要求也日益苛刻。具体而言,要求电力电子器件具有更大的电流密度、更高的工作温度、更强的散热能力、更高的工作电压、更低的通态压降、更快的开关时间,而对于航天和军事应用,还要求有更强的抗辐射能力和抗振动冲击能力。特别是航天、航空、舰船、输变电、机车、装甲车辆等使用条件恶劣的应用领域,以上要求更为迫切。
(2)未来几年中,尽管以硅为半导体材料的双极功率器件和场控功率器件已趋于成熟,但是各种新结构和新工艺的引入,仍可使其性能得到进一步提高和改善,Coolmos、各种改进型IGBT和IGCT均有相当的生命力和竞争力。
(3)电力电子器件的智能化应用也在不断研究中取得了实质成果。一些国外*企业已经开发出了相应的IPM智能化功率模块,结构简单、功能齐全、运行可靠性高,并具有自诊断和保护的功能。
(4)新型高频器件碳化硅和氮化镓器件正在迅速发展,一些器件有望在不远的将来实现商品化,总部位于美国北卡罗来纳的CREE公司已经实现商用的SiC二极管和MOSFET[2] 。但由于材料和*工艺方面的问题,还需要大量的研究投入和时间才能逐步解决,位于北卡州立大学的FREEDM中心正在对此技术进行研究。
第1章电力电子器件
1电力电子器件一般工作在开关状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为通态损耗,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为开关损耗
3.电力电子器件组成的系统,一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为单极型器件双极型器件、复合型器件三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通,承受反相电压截止
6.电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管 肖特基二极管
7. 肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止
9.对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流I在数值大小上有大于H
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为,ud*大于Ubo
11.逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接在同一管芯上的功率集成器件。12.GTO的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13 MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区前者的非饱和区对应后者的饱和区
14.电力 MOSFET的通态电阻具有正温度系数。
15.IGBT的开启电压UGE(th)随温度升高而略有下隆,开关速度小于电力 MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。
17.GBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。
18.在如下器件:电力二极管(Power Diode)、晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应管(电力 MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中,属于不可控器件的是电力二极管,属于半控型器件的是晶闸管,属于全控型器件的是GTO、GTR、电力 MOSFET MOSFET属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、GTO、GTR,属于复合型电力电子器件得有 IGBT一;在可控的器件中,容量最大的是晶闸管,工作频率最高的是电力 MOSFET,属于电压驱动的是电力 MOSFET、IGBT,属于电流驱动的是晶闸管、GTO、GTR
第2章整流电路
1.电阻负载的特点是电压和电流成正比且波形相同,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°。
2.阻感负载的特点是流过电感的电流不能突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°,其承受的最大正反向电压均为_√2U2,续流二极管承受的最大反向电压为_√2U(设U2为相电压有效值)
3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,a角移相范围为0-180单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_√2U22_和带阻感负载时,a角移相范围为0-90°,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为√2U和√2U2-;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角a大于不导电角b时,晶闸管的导通角=pai-a-b;当控制角a小于不导电角8,晶闸管的导通角=π-2
5.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于√2U2,晶闸管控制角a的最大移相范围是0-150°,使负载电流连续的条件为a≤30°(U2为相电压有效值
6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°,当它带阻感负载时,a的移相范围为0-90°。
7.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压;这种电路a角的移相范围0-120°,u波形连续的条件是_a≤60°_。
8.对于三相半波可控整流电路,换相重迭角的影响,将使用输出电压平均值_下降。
9.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为√2U2,随负载加重Ud逐渐趋近于0.9U2,通常设计时应取RC≥1.5-2.5T,此时输出电压为Ud≈_1.2U2(U2为相电压有效值,T为交流电源的周期)
10.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流id断续和连续的临界条件是
wRC=√3_,电路中的二极管承受的最大反向电压为√6U2。
11.实际工作中,整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数,当a从0°~90°变化时,整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而增大,当a从90°~180°变化时,整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而减小。
12.逆变电路中,当交流侧和电网连结时,这种电路称为有源逆变,欲实现有源逆变,只能采用全控电路;对于单相全波电路,当控制角0<a<pai/2时,电路工作在整流状π/2<a<pai时,电路工作在逆变状态。
13.在整流电路中,能够实现有源逆变的有单相全波、三相桥式整流电路等可控整流电路均可),其工作在有源逆变状态的条件是有直流电动势,其性和晶闸管导通方向一致,其值大于变流器直流侧平均电压和晶闸管的控制角a>90°,使输出平均电压U为负值。
14.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态,电流连续时,电动机的机械特性为一组平行的线,当电流断续时,电动机的理想空载转速将抬高,随a的增加,进入断续区的电流加大。
15.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行当其处于第一象限时,电动机作电动运行,电动机正转,正组桥工作在整流状态;当其处于第四象限时,电动正组桥工作在逆变状态。
16.大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路,同步信号为锯齿波的触发电路,可分为三个基本环节,即脉冲的形成与放大、锯齿波的形成与脉冲相和同步环节。
第3章直流斩波电路
1.直流斩波电路完成得是直流到直流的变换。
2.直流斩波电路中最基本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波电路。
3折波电路有三种控制方式:脉冲宽度调制(Pwm)、频率调制和(ton和T都可调,改变占空比混合型。
4升压斩波电路的典型应用有直流电动机传动和单相功率因数校正等。
5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_0.5<a<1(a为导通比)
6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有升压斩波电路、斩波电路和Zeta斩波电路。
7.Sepic Sepic斩波电路的电源电流和负载电流均连续,Zet斩波电路的输入、输出电流均是断续的,但两种电路输出的电压都为正极性的。
8.斩波电路用于拖动直流电动机时,降压斩波电路能使电动机工作于第1象限,升压斩波电路能使电动机工作于第2象限,电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限
9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时,可使电动机工作于第1、2、3、4象限
10.复合斩波电路中,电流可逆斩波电路可看作一个升压斩波电路和一个降压新波电路的组合;多相多重斩波电路中,3相3重斩波电路相当于3个基本斩波电路并联
第4章交流一交流电力变换电路
1.改变频率的电路称为变频电路,变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式,前者又称为直接变频电路,后者也称为间接变频电路。
2.单相调压电路带电阻负载,其导通控制角a的移相范围为0-180°,随a的增大,Uo降低,功率因数λ降低。
3.单相交流调压电路带阻感负载,当控制角a<(=arctan(wL/r))时,VT1的导通时间逐渐缩短,VT2的导通时间逐渐延长。
4.根据三相联接形式的不同,三相交流调压电路具有多种形式TCR属于支路控制三角形联结方式,TCR的控制角a的移相范围为90-180°,线电流中所含谐波的次数为6k±1。
5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是:该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压相等。
6.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路。
7.单相交交变频电路带阻感负载时,哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电流方向和输出电压方向是否相同决定的。
8.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50H时单相交交变频电路的输出上限频率约为20Hz
9.三相交交变频电路主要有两种接线方式,即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式,其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式
10.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全控器件;控制方式是斩控方式
1、请在空格内标出下面元件的简称:电力晶体管GTR;可关断晶闸管GTO功率场效应晶体管 MOSFET;IGBT是;绝缘栅双极型晶体管IGBT是MOSFET和GTR的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步
3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题,解决的方法是串专用均流电抗器。4、在电流型逆变器中,输出电压波形为正弦波波,输出电流波形为方波波。
5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。
不可控的电力电子器件的有:检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、肖特基二极管、发光二极管等。这样的一些电子器件是不可控的。
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。它具有单向导电性能,即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开。
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电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支,是两个不同的领域。
电力电子技术中的电力电子器件与信息电子技术中的器件的区别:
1、作用不同:信息电子技术以信息处理为主,器件针对的也是信息技术处理为主。电力电子技术器件主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率。
2、应用范围不同:电力电子器件几乎用于所有的电子*业,包括计算机领域的笔记本、PC、服务器、显示器以及各种外设;
网络通信领域的*、*以及其它各种终端和局端设备;消费电子领域的传统黑白家电和各种数码产品;工业控制类中的工业PC、各类仪器仪表和各类控制设备等。
信息电子技术器件主要应用于处理信息的*版块中,有针对性,当然使用的范围也较小。
3、产生的意义不同:电力电子器件是电力电子技术的核心和基础,其应用是电力电子技术发展的驱动力。信息电子技术主要进行电子信息控制和信息处理。
扩展资料:
电子技术的重要作用:
电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。
随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。
新技术的快速发展,使电子技术在不断的发展,这也导致电子技术在人们生活中更多的应用,满足人们的需求,也促进社会建设和经济发展。
电子技术将成为信息产业与传统产业之间的重要环节和桥梁,也将为大幅度节省、降低材料损耗、提高生产效率、加速经济发展提供重要的技术支撑。
参考资料:
百度百科-电力电子器件
百度百科-电子技术
百度百科-电子信息工程技术
理想的电力电子器件是全控型器件,具有好的静态和动态特性,在截止状态时能承受高电压且漏电流要小;在导通状态时能流过大电流和很低的管压降;在开关转换时,具有短的开、关时间;通态损耗、断态损耗和开关损耗均要小,同时还要能承受高的di/dt和 du/dt。
电力电子器件的工作过程就是能量过渡过程,其可靠性决定了系统的可靠性。
扩展资料:
随着关键技术的突破以及需求的发展,早期的小功率、低频、半控型器件发展到了现在的超大功率、高频、全控型器件。由于全控型器件可以控制开通和关断,大大提高了开关控制的灵活性。
自70年代后期以来,可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此后各种高频全控型器件不断问世,并得到迅速发展。这些器件主要有电力场控晶体管(即功率MOSFET)、绝缘栅极双极晶体管(IGT或IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等。
按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类:
1.半控型器件,例如晶闸管;
2.全控型器件,例如GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管),MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管);
3.不可控器件,例如电力二极管;
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2.电流驱动型器件,例如晶闸管、GTO、GTR;
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2.单极型器件,例如MOSFET、SIT;
3.复合型器件,例如MCT(MOS控制晶闸管)和IGBT;
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