合工大电力电子技术第一章精品PPT课件

表1－1 晶闸管的正反向重复峰值电压标准等级 正反向 重复峰 值电压 / V 100 200 300 400 500 600 700 正反向 重复峰 值电压 / V 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 正反向重 复峰 值电压 / V 2000 2200 2400 2600 2800 3000
电力电子技术
第一章 电力电子器件
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第一章 电力电子器件
第一节 电力电子器件概述 第二节 电力二极管 第三节 晶闸管的结构与工作原理
第四节 晶闸管的派生器件
第五节 全控型电力电子器件 第六节 半导体功率器件的选择 本章小结
1.1
电力电子器件概述
电力电子器件是电力电子技术及其应用系统的基础。
电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件 称为电力电子器件（Power Electronic Device ）。广义上 电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类，本书涉 及的器件都是半导体电力电子器件 。
级 别 1 2 3 4 5 6 7
级 别 8 9 10 12 14 16 18
级 别 20 22 24 26 28 30
表1-2 晶闸管正向通态平均电压的组别
正向 通态 平均 电压 V 组别 代号 正向 通态 平均 电压 V 组别 代号
UT（AV） 0.4＜UT（AV）≤0.5 0.5＜UT（AV）≤0.6 0.6＜UT（AV）≤0.7 ≤0.4
20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代。
能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场 合具有重要地位。
1.3.1 晶闸管的结构
目前常用的大功率的晶闸
管,外形结构有螺栓式和平 板式两种,如图1-4所示。

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一、电力电子技术的定义
1、定义
电力电子技术：是电子技术的分支，是应用 于电力领域的电子技术，也就是使用电力电 子器件对电能进行变换和控制的技术。
为什么对电能的变换和控制： 需求所致，即公用电网 直接得到的交流电以及从蓄电池、干电池得到的直流 电不能够直接满足需求。
“电力电子技术是人的消耗和循环系统”
5、电力电子技术与电气工程间关系
电电电 连
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电电 电电
? 主要关系： 1） 通常把电力电子技术归属于电气工程学科 2） 电力电子技术电气工程学科中一个最为活跃的分支
电电电电
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电电电电 电电电电
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电气工程
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电电 电电
电力电子电路和电子电路
? 两者分析方法一致，仅应用目的不同(电力变换和控
制←→信息处理）。
? 广义而言，电子电路中的功放和功率输出也可算做
电力电子电路。
? 电力电子电路广泛用于电视机、计算机等电子装置 中，其电源部分都是电力电子电路。
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一、电力电子技术的定义
2、电力电子技术的分支 电力电子技术：电力电子器件制造技术
电力电子变流技术
电力电子器件制造技术： 基于半导体物理
663A/4.5kV IGCT
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一、电力电子技术的定义
2、电力电子技术的分支 电力电子技术：电力电子器件制造技术
电力电子变流技术

实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
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电力电子技术应用案例
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新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
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风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
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可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
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可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
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滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
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功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
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03
整流与滤波技术
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5. 最高工作结温TJM
Hale Waihona Puke 6. 浪涌电流IFSM指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频 周期的过电流。
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四.
电力二极管的主要类型
按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能， 特别是反向恢复特性的不同介绍。
1. 普通二极管（General Purpose Diode）
又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长5μs 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高
PN结的反向击穿（两种形式)
雪崩击穿
齐纳击穿 均可能导致热击穿
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二.
1. 静态特性
电力二极管的基本特性
正向 导通
主要指其伏安特性
门槛电压UTO，正向电流IF开始明 显增加所对应的电压。
与IF对应的
电力二极管
反向 击穿 反向截 止状态
两端的电压即为 其正向电压降UF 。
承受反向电压时，只有微小而数 值恒定的反向漏电流。 图1-4 电力二极管的伏安特性
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一. 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗
通态损耗 主要损耗 断态损耗
开通损耗
开关损耗
关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。 器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
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二. 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路 和以电力电子器件为核心的主电路组成。 在主电路
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四.
电力二极管的主要类型
简称快速二极管 快恢复外延二极管
2. 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD）