电力电子技术- ＞电力电子器件

重点总结

基本器件

thyristor晶闸管
SCR=Silicon Controlled Rectifier可控硅整流器
GTR=Giant Transistor电力晶体管/大功率晶体管
GTO=gate turn off thyristor门极可关断晶闸管
IGBT=Insulated Gate Bipolar Translator绝缘栅双极型（门级）晶体管
MOSFET=Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transisto电力场效应晶体管

器件特性

1.处理电功率
2.工作开关状态
3.需要驱动电路
4.通常采取一定保护措施
5.散热（封装上讲究散热设计，工作时一般也要安装散热器）

基本特性及分类

电力电子器件	二极管	晶闸管	SCR	GTO	GTR	IGBT	MOSFET
可控程度	×	半控	√	√	√	√	√
电子和空穴导电状况	PN结整流管双极型	双极型	双极型	双极型	双极型	复合型	单极型
驱动电路信号（控制信号）	电流	电流	电流	电流	电流	电压	电压

双极型是电流驱动，单极型和混合型都是电压驱动

电力电子器件	优点	缺点
IGBT	开关速度高，损耗小，具有耐脉冲电流冲击能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小	开关速度低于电力MOSFET，电流容量不及GTO
GTR	耐压高，电流大，开关特效好，通流能力强，饱和压降低	开关速度低，是电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题
GTO	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	电流关断增益很小，关断时门级负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低
电力MOSFET	开关速度快，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	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

大致重点题型总结

计算题

下图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为 $I_m$, 试计算各 波形的电流平均值 $I_{dI}{、}_{d2},I_{ds}$ 与电流有效值 $I_I、I_2、I_3$。

解题关键：两个公式
电流平均值
电流有效值
a) $$\begin{gathered} I_{dl}=\frac{1}{2\pi }{\int }_{\frac{\pi }{4}}^{\pi }{I}_m\sin \omega td(\omega t)=\frac{I_m}{2\pi }\left(\frac{\sqrt{2}}{2}+1\right)\approx 0.2717I_m \\ {I}_1=\sqrt{\frac{1}{2\pi }{\int }_{\frac{\pi }{4}}^z{\left(I_m\sin \omega t\right)}^{2}d(\omega x)}=\frac{I_m}{2}\sqrt{\frac{3}{4}+\frac{1}{2\pi }}\approx 0.4767I_m \end{gathered}$$
b) I d 2 = ∫ π 4 π I m sin ⁡ ω t d ( ω t ) = I m π ( 2 2 + D ≈ 0.5434 I m I 2 = 1 π ∫ π 4 π ( I m sin ⁡