电力电子技术第一章电力电子器件(及相关计算)

关于场效应管的知识:
场效应管:一种分法分为结型场效应管(JFET)与MOS管(MOS管又分为增强型与耗尽型),另一种分法分为N型管与P型管。
综上场效应管分为六种:

N沟道结型场效应管、P沟道结型场效应管
N沟道増强型场效应管、P沟道増强型场效应管
N沟道耗尽型场效应管、P沟道耗尽型场效应管

1.电力电子器件组成的系统:控制电路、驱动电路、主电路、保护电路(还有检测电路)
2.电力电子器件工作在开关状态
3.损耗:通态损耗、断态损耗、开关损耗(开通损耗与关断损耗)

4.按照内部电子与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
解释:双极型器件:两种载流子导电,如BJT(三极管),为电流控制电流
单极型器件:只有一种载流子导电,例如:场效应管(MOS管),电压控制电流
——电力MOSFET是单极型、IGBT是复合型
5.从驱动信号的性质来分,开关器件分为电流驱动型、电压驱动型(场效应型)
——电力MOSFET与IGBT是电压驱动型
6.按照器件能够被控制电路信号所控制的程度分为:半控型器件、全控型器件、不可控器件
——电力二极管不可控,晶闸管半控

1.电力二极管(Power Diode)

a.不可控器件、双极型器件 电力二极管的工作特性:承受正向电压导通、反向电压截止
b.电力二极管的主要类型:普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。快恢复二极管的开关损耗大于肖特基二极管的开关损耗

2.普通晶闸管(SCR)

a.半控型器件、双极型器件、电流驱动型
b.晶闸管的工作特性:正向电压门极有触发则导通,反向电压截止晶闸管是可控器件中容量最大的
c.晶闸管:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管。逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联在同一管芯的集成器件上
d.晶闸管断态不重复电压大于转折电压
在这里插入图片描述> e.维持电流使晶闸管维持导通的最小电流,擎住电流晶闸管刚由断态转入通态维持导通的最小电流, 对同一晶闸管,维持电流IH大于擎住电流IL额定电流就是允许通过的电流平均值能取到的最大值

晶闸管电流相关计算:晶闸管的有效值是平均值的1.57倍,围绕着有效值进行计算,并不是每个图像的有效值都是平均值的1.57倍。
例如:
1.给出波形求额定电流,先通过积分算出有效值,再除以1.57得到恰好满足的额定电流,再根据余量要求,选择额定电流扩大1.5~2倍的额定电流。
2,给出波形,确定某种给定额定电流的晶闸管是否符合要求。
法一:通过额定电流的晶闸管算出这个晶闸管允许通过的有效值的最大值,再计算三个图的有效值判断是否符合条件
推导公式
在这里插入图片描述
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3.门极可关断晶闸管(GTO)

a.全控型器件、双极型器件、电流驱动型
b.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

4.电力晶体管(GTR)

a.全控型器件、双极型器件、电流驱动型

5.电力场效应管(电力MOSFET)

a.全控型器件、单极型器件、电压驱动型
b.可控器件中工作频率最高

6.绝缘栅型双极晶体管(IGBT)——MOSFET与BJT的复合

a.全控型器件、复合型器件、电压驱动型

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