常用电力电子器件介绍(精)
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电力电子器件总结:
名称 优缺点 应用场合
电力二极管 整流二极管 优:结构简单、工作可靠
`
缺:不可控 整流,续流,电压隔离、钳位或保护 SBD(肖特基)
FRD(快恢复
SCR
晶闸管
可控硅 FST(快速) 优:承受电压和电流容量在所有器件中最高
缺:半控 |
TRIAC(双向)
RCT(逆向)
LTT(光控)
电力MOSFET(单极型)
(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)
金属-氧化物-半导体-场效应晶体管 %
优:开关速度快(利用电场感应控制反型层导电沟道,不存在正偏PN结所固有的载流子存储效应),输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题。
缺:电流容量小,耐压低。 一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置
GTO(双极型) 优点:电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强;
缺:电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低 兆瓦以上的大功率
…
GTR(双极型)
电力二极管
优:耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低;
缺:开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题
基本淘汰
IGBT(混合型)
《
绝缘栅门极晶体管(Insulated- Gate
Bipolar Translator)
结合了GTR和MOSFET的优点 优:开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小
缺:开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTO
广泛应用,指望一统天下(主要兆瓦以下)
几种不可替代的场合:
FRD(Fast Recovery Diode)在中、高频整流和逆变;
SBD(Schottky Barrier Diode)在低压高频整流;(开关速度非常快,开关损耗也特别小,耐压比较低)
13种常用的功率半导体器件介绍
电力电子器件(Power Electronic Device),又称为功率半导体器件,用于电能变换和电能控制电路中的大功率(通常指电流为数十至数千安,电压为数百伏以上)电子器件。可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件,其中晶闸管为半控型器件,承受电压和电流容量在所有器件中最高;电力二极管为不可控器件,结构和原理简单,工作可靠;还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件,其中GTO、GTR为电流驱动型器件,IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。
1. MCT (MOS Control led Thyristor):MOS控制晶闸管
MCT 是一种新型MOS 与双极复合型器件。如上图所示。MCT是将 MOSFET 的高阻抗、低驱动图 MCT 的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起,形成大功率、高压、快速全控型器件。实质上MCT 是一个MOS 门极控制的晶闸管。它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断,它由无数单胞并联而成。它与GTR,MOSFET,
IGBT,GTO 等器件相比,有如下优点:
(1)电压高、电流容量大,阻断电压已达3 000V,峰值电流达1 000 A,最大可关断电流密度为6000kA/m2;
(2)通态压降小、损耗小,通态压降约为11V;
(3)极高的dv/dt和di/dt耐量,dv/dt已达 20 kV/s ,di/dt为2 kA/s;
(4)开关速度快, 开关损耗小,开通时间约200ns,1 000 V 器件可在2 s 内关断;
2. IGCT( Intergrated Gate Commutated Thyristors)
IGCT 是在晶闸管技术的基础上结合 IGBT 和GTO 等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中,是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。
IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接,结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能,关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT 芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器功率0.5~ 3 MW,三电平逆变器 1~ 6 MW;若反向二极管分离,不与IGCT
常用电气元件的认识(1)
常用电气元件的认识
电气元件是构成电气电子设备的基本部件,广泛应用于电力电子、通讯、计算机、家用电器等各个领域。掌握常用电气元件的认识对于电子工程师来说至关重要,下面我们就来了解一下电阻、电容、电感以及二极管和晶体管这些常用的电气元件。
1. 电阻
电阻是指电路中阻碍电流流动的元件,常用的电阻的主要作用就是控制电流的大小,使电路达到预期的效果。电阻的单位是欧姆(Ω),常用的电阻有固定电阻、可变电阻和电位器。电阻的阻值越大,通过它的电流就越小,反之阻值越小,通过它的电流就越大。
2. 电容
电容是指电路中能存储电荷能量的元件,常用的电容的主要作用是存储能量、滤波、减少噪声等。电容的单位是法拉(F),常用的电容有固定电容、可变电容和电解电容。电容的容值越大,它存储的能量就越大,反之容值越小,它存储的能量就越小。
3. 电感
电感是指电路中具有电磁感应作用的元件,常用的电感的主要作用是存储磁场能量、滤波、抑制高频等。电感的单位是亨(H),常用的电感有固定电感和可变电感。电感的电感值越大,它存储的能量就越大,反之电感值越小,它存储的能量就越小。
4. 二极管
二极管是电子元器件的一种,具有单向导电性,可将交流信号变成直流信号。二极管的主要作用是限制电流方向、稳压、整流等。二极管有PN结二极管、肖特基二极管和发光二极管等种类。其中,PN结二极管广泛应用于电源稳压、整流等方面。
5. 晶体管
晶体管是电子元器件的一种,常用于放大、开关等电路,是现代电子器件的重要组成部分。晶体管通常包括NPN结型、PNP结型和场效应晶体管等三类,其主要作用是放大电流、放大电压等。晶体管也是现代电子技术发展的重要基础,广泛应用于各种电子设备和系统中。
以上就是常用电气元件的认识,电阻、电容、电感、二极管和晶体管这些元件在电子领域中应用广泛,对于掌握电子学的基础知识是非常重要的。
电力电子知识点总结
一、电力电子的基本原理
电力电子是运用半导体器件实现电能的变换、控制和调节的技术领域。在电力电子领域中最常用的器件是晶闸管、可控硅、晶闸管二极管、IGBT等。它们通过对电压和电流的控制,实现将电能从一种形式转换为另一种形式。电力电子的基本原理可以分为电力电子器件、电力电子电路和电力电子系统三个方面。
1. 电力电子器件
电力电子器件是实现电力电子技术的基础。常见的电力电子器件有晶闸管、可控硅、三端闭管、IGBT等,在电力电子中起着至关重要的作用。晶闸管是一种四层结构的半导体器件,能够控制电流的导通和截止,实现电能的控制和调节。可控硅是一种三端器件,具有双向导通特性,广泛应用于交流电路中。IGBT集结了MOS管和双极型晶体管的优点,具有高开关速度、低导通压降等特点,是目前应用范围最广泛的功率器件之一。
2. 电力电子电路
电力电子电路是利用电力电子器件构成的电路,实现对电能的控制和调节。常见的电力电子电路包括整流电路、逆变电路、斩波电路等。整流电路能够将交流电转换为直流电,逆变电路能够将直流电转换为交流电,斩波电路能够实现对电压和频率的调节。这些电路在各种电力电子设备中得到了广泛应用,如变频调速器、逆变焊接电源等。
3. 电力电子系统
电力电子系统是由多个电力电子电路组成的系统,实现对电能的复杂控制和转换。常见的电力电子系统包括交流电调压系统、柔性直流输电系统、电能质量调节系统等。这些系统在能源转换、传输和利用方面发挥着关键作用,是现代电力系统中不可或缺的一部分。
二、电力电子的常见器件和应用
电力电子领域中常见的器件有晶闸管、可控硅、IGBT等。而在现代工业中,电力电子技术得到了广泛的应用,如变频调速器、逆变焊接电源、电动汽车充电设备等。
1. 变频调速器
变频调速器是一种能够实现电机转速调节的设备,它利用电力电子技术对电机供电进行控制,实现对电机转速的调节。通过变频调速器,可以实现电机的恒流恒功率调节,使得电动汽车、电梯、风力发电机等设备具有更加灵活和高效的性能。