电力电子器件
- 格式:ppt
- 大小:1.14 MB
- 文档页数:59
电力电子器件的概念:直接承担电能的变换或控制的电路称为主电路。
可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件称为电力电子器件。
电力电子器件的特征:(1)、电力电子器件所能处理电功率的大小,所能承受的电压、电流的能力是其重要参数,一般都大于信息电子器件。
(2)、电力电子器件为减小自身损耗,提高效率,一般都工作在开关状态,通态阻搞接近于短路,电流由外电路决定;断态阻搞接近于断路,电流几乎为零,电压决定于外电路。
(3)、电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。
(4)、自由功率损耗远大于信息电子电路,需要良好的散热导热设计。
电力电子器件的系统组成:一般由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。
电力电子器件的分类:1、按能够被控制信号所控制的程度来分类:全控型:既可控制其导通,又可控制其关断(绝缘栅双极晶体管,电力MOSFET)半控型:可以控制其导通,不能控制其关断(晶闸管、其大部分派生器件)不可控型:导通与关断取决于所承受的电流、电压(电力二极管)2、按照驱动电路加在器件控制端的信号性质分类:电压驱动型、电流驱动型3、根据驱动电路加在器件控制端有效信号的波形分类:脉冲触发型、电平控制型4、按照器件内部电子的空穴参与导电的情况:单极型、双极型、复合型电力二极管特征:能承受高电压和大电流(垂直导电结构、低掺杂N区)静态特征:伏安特征动态特征:零偏、正偏、反偏时的过滤过程(图)主要参数:1、正向平均电流I F(AV),正向压降VF,反向重复峰值电压V RRM,最高工作结温T JM,反向恢复时间,浪涌电流。
主要类型:普通二极管(整流二极管)、快恢复二极管、有特基二极管电导调制效应:PN结通过大电流,大量空穴被注入基区,它们来不及和基区中的电子中和就到达负极,使基区电子浓度大幅增加。
——使原始基片的电阻率下降。
晶闸管:正常导通条件:晶闸管承受正向阳极电压,向门极施加触发电流。
关断条件:。
电子行业电力电子器件综合概述1. 引言电力电子器件是电子行业中的重要组成部分,用于控制和转换电能。
随着电力需求的不断增长,电力电子器件的应用范围也在不断扩大。
本文将对电力电子器件进行综合概述,包括其定义、分类、应用以及未来发展趋势等内容。
2. 电力电子器件的定义电力电子器件是指用于控制和转换电能的电子元件。
它可以将交流电转换为直流电,也可以将电能转换成其他形式,如机械能、光能等。
电力电子器件具有变流、变压、变频等功能,广泛应用于电力系统、工业控制、交通运输等领域。
3. 电力电子器件的分类电力电子器件根据其功能和工作原理的不同,可以分为以下几类:3.1 整流器整流器是一种将交流电转换为直流电的电力电子器件。
它使用半导体器件(如二极管、晶闸管等)将交流电的负半周或正半周去除,使输出电流呈现单向流动的特点。
整流器广泛应用于电力系统、工业设备以及电子产品中。
3.2 逆变器逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力电子器件。
它通过控制半导体开关器件(如晶闸管、IGBT等)的开关状态,使直流电通过电路产生交流电输出。
逆变器广泛应用于可再生能源发电系统、电动车充电桩、家用电器等领域。
3.3 变频器变频器是一种可控制交流电频率的电力电子器件。
它通过调节半导体开关器件的开关频率,可以实现对交流电输出频率的调节。
变频器广泛应用于交通运输、工业生产等领域,如交流电机调速控制、电动车驱动系统等。
3.4 开关电源开关电源是一种通过开关器件在输入端和输出端之间进行快速切换来实现电能转换的电力电子器件。
开关电源具有高效率、小体积、稳定性好的特点,广泛应用于电子产品、通信设备等领域。
4. 电力电子器件的应用电力电子器件在电力系统、工业生产、交通运输、家用电器等领域都有广泛的应用。
在电力系统中,电力电子器件被用作电网稳定器、无功补偿装置、电力质量调节器等,提高电力系统的稳定性和效率。
在工业生产中,电力电子器件被用于电机调速、电力负荷控制、短路电流限制等,提高生产效率和质量。
电力电子技术知识点总结一、电力电子器件1. 晶闸管:晶闸管是一种具有双向导电性能的电子器件,可以控制大电流、大功率的交流电路。
其结构简单,稳定性好,具有一定的可逆性,可用作直流电压调节元件、交流电压调节元件、静止开关、逆变器等。
2. 可控硅:可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件,具有控制开关特性,可用于控制大电流、大功率的交流电路。
可控硅具有可控性强,工作稳定等特点,适用于电力调节、交流电源、逆变器等领域。
3. MOSFET:MOSFET是一种以金属氧化物半导体栅极场效应晶体管为基础的器件,和普通的MOS晶体管相比,MOSFET在导通电阻上有较低的压降、耗散功率小、寄生电容小、开关速度快等优点,适用于开关电路、逆变器、电源调节等领域。
4. IGBT:IGBT是一种继承了MOSFET和双极晶体管的特点的半导体器件,具有高阻塞电压、低导通压降、大电流、耐脉冲电流等特点,适用于高频开关电路、变频器、电源逆变器、电机调速等领域。
5. 二极管:二极管是最基本的电子元件之一,具有正向导通和反向截止的特点,广泛用于整流、短路保护、开关电源等方面。
以上所述的电力电子器件是电力电子技术的基础,掌握了这些器件的特性和应用,对于电力电子技术的学习和应用具有重要的意义。
二、电力电子拓扑结构1. 变流器拓扑结构:变流器是电力电子技术中的一种重要装置,用于将直流电转换为交流电或者改变交流电的频率、电压和相数等。
常见的变流器拓扑结构包括单相全桥变流器、三相全桥变流器、单相半桥变流器、三相半桥变流器等。
2. 逆变器拓扑结构:逆变器是电力电子技术中的一种重要装置,用于将直流电转换为交流电,逆变器可以选择不同的拓扑结构和控制策略,以满足不同的电力系统需求。
常见的逆变器拓扑结构包括单相全桥逆变器、三相全桥逆变器、单相半桥逆变器、三相半桥逆变器等。
3. 母线型柔性直流输电系统:母线型柔性直流输电系统是一种新型电力电子系统,用于将大容量的交流电转换为直流电进行长距离输电。
电子行业电力电子器件相关资料1. 介绍电力电子器件是电子行业中的重要组成部分,主要用于控制和转换电力。
它们在电力传输、变换和分配中发挥着关键的作用。
本文档将介绍电力电子器件的主要类型、工作原理、应用领域以及相关的技术资料。
2. 电力电子器件的类型电力电子器件广泛应用于各个领域,包括能源转换、电力传输、电机控制等。
以下是一些常见的电力电子器件类型:2.1 变流器变流器是将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电的装置。
主要包括整流器和逆变器两种类型。
整流器将交流电转换为直流电,逆变器将直流电转换为交流电。
2.2 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置。
它通常用于交流电到直流电的转换,例如太阳能电池板和风力发电机输出的直流电转换为交流电以供家庭和工业使用。
2.3 储能器储能器是一种能够存储电能并在需要时释放的装置。
它通常用于平衡电力的供应和需求之间的不匹配,以及在电力系统中储存和释放能量。
2.4 整流器整流器是将交流电转换为直流电的装置。
它常用于将交流电转换为直流电以供稳定的电力需求。
2.5 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置。
它常用于将直流电转换为交流电以供各种电力设备使用。
3. 电力电子器件的工作原理电力电子器件的工作原理基于不同的电力转换和控制原理。
以下是一些常见的电力电子器件及其工作原理:3.1 变流器的工作原理变流器将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电,其工作原理基于开关器件的使用。
开关器件在不同的状态下打开和关闭,从而控制电流的流动。
逆变器将直流电转换为交流电,其工作原理也基于开关器件的使用。
开关器件通过调整开关频率和占空比来实现对输出波形的控制。
3.3 储能器的工作原理储能器通过将电能存储在电容或电感器中,并在需要时释放,实现对电力系统的能量平衡。
其工作原理基于能量的存储和释放。
整流器将交流电转换为直流电,其工作原理基于半导体器件的整流特性。
半导体器件只允许电流在一个方向上流动,从而实现对交流电的整流。
电力系统中的电力电子器件及其应用在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定运行和高效发展至关重要。
电力电子器件作为电力系统中的关键组成部分,正发挥着日益重要的作用。
它们的出现和应用,为电力系统的优化、控制和能源转换带来了革命性的变化。
电力电子器件是一种能够对电能进行高效控制和转换的半导体器件。
常见的电力电子器件包括二极管、晶闸管、晶体管(如 MOSFET 和IGBT)等。
这些器件具有不同的特性和性能,适用于各种不同的电力系统应用场景。
二极管是最简单的电力电子器件之一,它只允许电流单向通过。
在电力系统中,二极管常用于整流电路,将交流电转换为直流电。
例如,在电源适配器中,二极管将交流市电整流为直流电,为电子设备提供稳定的电源。
晶闸管则是一种具有可控导通特性的器件。
通过施加合适的触发信号,可以控制晶闸管的导通和关断。
晶闸管在电力系统中的应用非常广泛,如用于高压直流输电系统中的换流器、无功补偿装置等。
通过控制晶闸管的导通角,可以实现对交流电压和电流的调节,从而达到控制无功功率和提高电能质量的目的。
MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是现代电力电子系统中常用的晶体管器件。
它们具有开关速度快、导通电阻小、驱动功率低等优点。
MOSFET 适用于高频、小功率的应用场景,如开关电源、电动汽车充电器等。
IGBT 则在中大功率的电力变换领域表现出色,如变频器、新能源发电系统中的逆变器等。
在电力系统中,电力电子器件的应用范围十分广泛。
首先,在发电环节,可再生能源的开发和利用离不开电力电子技术。
例如,太阳能光伏发电系统中,通过电力电子逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电并并入电网。
风力发电系统中,电力电子变流器用于控制风机转速,实现最大功率跟踪,同时将风机发出的交流电转换为符合电网要求的电能。
在输电环节,高压直流输电技术凭借其输电距离远、输电容量大、损耗低等优势,成为了远距离大容量输电的重要手段。
电力电子器件电力电子器件(Power ElectronicDevice)是指可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。
主电路:在电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路。
电力电子器件的特征◆所能处理电功率的大小,也就是其承受电压和电流的能力,是其最重要的参数,一般都远大于处理信息的电子器件。
◆为了减小本身的损耗,提高效率,一般都工作在开关状态。
◆由信息电子电路来控制,而且需要驱动电路。
◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件,在其工作时一般都需要安装散热器。
电力电子器件的功率损耗断态损耗通态损耗:是电力电子器件功率损耗的主要成因。
开关损耗:当器件的开关频率较高时,开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。
分为开通损耗和关断损耗。
电力电子器件在实际应用中,一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。
电力电子器件的分类按照能够被控制电路信号所控制的程度◆半控型器件:指晶闸管(Thyristor)、快速晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管。
◆全控型器件:IGBT、GTO、GTR、MOSFET。
◆不可控器件:电力二极管(Power Diode)、整流二极管。
按照驱动信号的性质◆电流驱动型:通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。
Thyrister,GTR,GTO。
◆电压驱动型:仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。
电力MOSFET,IGBT,SIT。
按照驱动信号的波形(电力二极管除外)◆脉冲触发型:通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。
晶闸管,SCR,GTO。
◆电平控制型:必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在通断状态。
GTR,MOSFET,IGBT。
按照载流子参与导电的情况◆单极型器件:由一种载流子参与导电。