电力电子技术：第1章_电力电子器件概述.ppt

电力电子技术是涉及电能转换和控制的核心领域，其中电力电子器件起着至关重要的作用。在本章中，我们将深入探讨这些器件的概念、特点、分类以及它们在实际系统中的应用。 电力电子器件指的是可以直接在主电路中操作，执行电能转换或控制功能的电子元件。主电路是指在电气设备或电力系统中直接处理电能的部分。根据所用材料，电力电子器件主要分为两大类：电真空器件（如汞弧整流器、闸流管）和半导体器件（主要使用硅材料）。半导体器件由于其高效率和小型化的特点，在现代电力电子中占据了主导地位。 电力电子器件的主要特征包括它们能够处理大量的电功率，通常远超过信息处理电子器件。此外，它们通常工作在开关模式下，由控制电路进行驱动，并且在工作中会产生显著的功率损耗，这主要包括通态损耗和开关损耗。通态损耗发生在器件导通时，而开关损耗则出现在器件快速切换状态的过程中。 电力电子系统是由主电路、控制电路、驱动电路和保护电路共同组成的。控制电路负责发出指令，驱动电路则将这些指令转化为器件所需的控制信号，保护电路确保器件和系统的安全运行。在实际应用中，这些电路通常需要电气隔离，以防止主电路的高电压影响控制电路的正常工作。 按照器件的可控程度，电力电子器件可以分为三类：不可控器件（如电力二极管），它们只能通过外部条件自然导通，无法人为控制关断；半控型器件（如晶闸管），可以通过控制信号开启，但不能主动关闭；全控型器件（如IGBT、MOSFET），可以双向控制其导通和关断。此外，根据驱动方式的不同，器件还可分为电流驱动型和电压驱动型。 电力二极管是最基础的不可控器件，广泛应用于整流和滤波等场景。它们具有简单的PN结结构，工作可靠，分为快恢复二极管和肖特基二极管等不同类型，适用于不同的应用场景。电力二极管的主要参数包括正向导通电压、反向截止电流和反向击穿电压，以及在不同工作状态下的电流和电压特性。 学习本章的内容时，重点应放在理解不同器件的工作原理、基本特性、主要参数上，并了解如何在实际应用中选择和使用它们。同时，掌握电力电子器件的驱动方式、保护机制以及如何实现器件的串联和并联使用也是十分重要的。理解和运用器件的型号命名法、参数和特性曲线将有助于设计和分析电力电子系统。 电力电子器件是电力电子技术的基石，深入理解其工作原理和特性对于从事电力电子领域的工程师来说至关重要。无论是控制电源的转换效率，还是优化电力系统的稳定性，电力电子器件都发挥着不可替代的作用。