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1、第第1章章 电力电子器件电力电子器件1.1 电力电子器件概述电力电子器件概述1.2 电力二极管电力二极管1.3 晶闸管及其派生器件晶闸管及其派生器件1.4 电力晶体管电力晶体管GTR1.5 电力场效应晶体管电力场效应晶体管Power MOSFET1.6 绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT1.7 其他电力电子器件其他电力电子器件本章小结本章小结1第第1章章 电力电子器件电力电子器件 电力电力电子器件也称为电子器件也称为电力半导体器件，电力半导体器件，是电力电子是电力电子电路的基础电路的基础 本章将分别介绍常用电力电子器件的：本章将分别介绍常用电力电子器件的：基本结构基本结构 工作原理工作原

2、理 开关特性开关特性 主要参数主要参数 使用方法使用方法 还简单介绍一些新型电力电子器件的基本工作原还简单介绍一些新型电力电子器件的基本工作原理。理。21.1 电力电子器件概述电力电子器件概述1.1.1 电力电子器件的基本概念电力电子器件的基本概念1.1.2 电力电子器件的开关模型与基本特点电力电子器件的开关模型与基本特点1.1.3 电力电子器件的作用电力电子器件的作用31.1.1 电力电子器件电力电子器件的的基本概念基本概念 电力电子装置的作用：将电力电子装置的作用：将输入电能经输入电能经功率变换器变功率变换器变换换后输出另外一种或多种电能，或者后输出另外一种或多种电能，或者电气隔离电气隔离

3、。电力电子器件：电力电子器件：在电力电子在电力电子装置装置中中直接直接承担承担电能变电能变换换或控制的电子器件称为或控制的电子器件称为电力电子器件电力电子器件。也也称为称为功率半导体器件功率半导体器件。常用的分类方法：常用的分类方法：按可控性分类按可控性分类、按载流子分类按载流子分类、按驱动信号性质分类按驱动信号性质分类。41.1.1 电力电子器件电力电子器件的基本概念的基本概念1按可控性分类按可控性分类不可控器件不可控器件：电力二极管（电力二极管（Power Diode）。半控器件半控器件：晶闸管（晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器）及其大部分派生器件（除件（除 GTO外）外）。全

4、控器件全控器件：绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBT、电力场效应晶电力场效应晶体管体管Power MOSFET、门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管GTO等等。2按载流子分类按载流子分类单极型器件单极型器件：电力场效应晶体管电力场效应晶体管POWER MOSFET和静电感应晶体和静电感应晶体管管 SIT。51.1.1 电力电子器件电力电子器件的基本概念的基本概念双极性器件双极性器件：晶闸管晶闸管SCR、门极可关断晶闸管、门极可关断晶闸管GTO和电力晶体管和电力晶体管GTR。复合型器件复合型器件：IGBT。3按驱动信号性质分类按驱动信号性质分类电流驱动型器件电流驱动型器件：晶闸管晶闸管SCR、电

5、力晶体管、电力晶体管GTR。特点是：工作频率低、特点是：工作频率低、驱动驱动电路复杂电路复杂等等。电压控制型器件电压控制型器件：电力电力MOSFET、绝缘栅双极晶体绝缘栅双极晶体管管IGBT。特点是：输入阻抗高、工作频率高特点是：输入阻抗高、工作频率高等等。61.1.2 电力电子器件的开关模型与电力电子器件的开关模型与基本特点基本特点电力电子器件的电力电子器件的基本特点基本特点：具有具有开关特性开关特性。如图如图1-1所示，有三个端，其中所示，有三个端，其中A和和B代表开关的两个代表开关的两个主电极，主电极，K是控制开关通断的控制极。是控制开关通断的控制极。“通态通态”：通态时其通态时其电阻接

6、近为零电阻接近为零。“断态断态”：断开时其断开时其电阻接近为无穷大电阻接近为无穷大。7图图1-1 电力电子器件的理想开关模型电力电子器件的理想开关模型 ABK1.1.2 电力电子器件的开关模型与基本特点电力电子器件的开关模型与基本特点具有共同的具有共同的基本特点基本特点：具有具有开关特性开关特性 存在存在功率损耗功率损耗 处理的处理的电功率范围大电功率范围大 需要需要散热处理散热处理 存在存在安全工作区域安全工作区域 电力电子器件存在着电压、电流等极限范围，有电力电子器件存在着电压、电流等极限范围，有时设计保护电路。时设计保护电路。81.1.3 电力电子器件电力电子器件的作用的作用 如如图图1-2所示。所示。装置装置通常是由通常是由 控制电路控制电路（Control Circuit）和检测电路和检测电路（Detecting circuit）驱动电路驱动电路（Driving Circuit）主电路主电路（Power Circuit）等几等几部分组成。部分组成。9图图1-2 应用电力电子器件的装置组成应用电力电子器件的装置组成1.1.3 电力电子器件电力电子器件的作用的作用 各部分各部分在