第二章常用電力電子器件原理及選擇[教學目的與要求]：了解變頻器中使用的功率半導體器件的種類掌握各類半導體器件的結構和工作原理了解它們的應用特點[本章重點]：1．各類半導體器件的工作特點2．智能電力模塊的結構與工作特點2.1變頻器的主電路結構

變頻器輸出電路-三相逆變器的工作過程

逆變器中的關鍵問題——換流實現方法——電力電子器件基本要求：能夠承受足夠大的電壓和電流允許頻繁地開關，且控制方便2.2常用的電力電子器件SCR——可控硅（晶閘管)GT0——門極可關斷晶閘管GTR——大功率晶體管IGBT——絕緣柵雙極型晶體管IGCT——集成門極換流晶閘管MOSFET——金屬氧化物場效應管SIT——靜電感應晶體管SITH——靜電感應晶閘管MCT——控制晶閘管IPM——智能電力模塊一、晶閘管1.一般晶閘管電路1.串聯電感式電壓型逆變器L——換流電感C——換流電容VD——回饋二極管R——換流衰減電阻VT——主晶閘管電路2.帶輔助晶閘管換流的電壓型逆變器VT1’一VT6’---輔助晶閘管

CA~CC---換流電容器L1~L6---換流電感

LA~LC---di/dt抑制電感

2.門極可關斷晶閘管(GTO) 門極可關斷晶閘管(GTO)具有普通晶閘管(SCR)的全部優點，如耐壓高，電流大，控制功率小等。但它具有自關斷能力，屬于全控器件。GT0的外形和SCR一樣，內部也是四層三端器件；但制作工藝和SCR不同，因而具有靈敏度較高的自關斷能力。缺點：開關頻率不高，一在2kHz以下。二、功率晶體管(GTR)

三、功率場效應管功率場效應晶體管的工作特點①控制方便，驅動電路簡單。②自關斷能力強，因而開關頻率高(≤20MHz)。③輸入阻抗極高，可以用TTL器件或CMOS器件直接驅動。

(a)直接驅動

(b)變壓器隔離驅動

(c)光隔離驅動四、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)

結構版：由場濃效應桶晶體女管(M寫OS沸FE婆T)和功襖率晶把體管(G料TR秋)模塊裁組合跡而成工作療特點——與場饅效應蹲晶體削管類沙同，追屬于吊電壓室控制圓型①輸入潤阻抗砌高，傘開關宋速度公快(開關宵頻率淘高≤20歪k廊Hz；②電流廟波形預比較叛平滑穩，電絹動機歐基本與無電斃磁噪抱聲，問電動盒機的盛轉矩哲增大；③驅動宏電路杏簡單吉，已辮經集旬成化搖。五、集成直門極篇換流度晶閘筐管(I砌GC姨T)集成醬門極母換流猜晶閘弄管(I墊GC薦T)將門錘極驅亭動電送路與特門極萬換流績晶閘獎管(G它CT沉)集成葬于一蒙體，散門極化換流事晶閘枕管(G并CT歲)是在妥可關誤斷晶布閘管(G斷TO炸)的基請礎上臣開發少出來塑的一訓種新腥的電長力半太號器山件。六、MO饒S控制疾晶閘食管MO遠S控制婚晶閘務管(M殺CT墾)是將MO赤SF味ET與晶鮮閘管符復合疲而得舉到的樸器件七、鼻電力嫁半導突體器象件的芬應用油特點

名稱

文字符號控制方式

最高電壓、電流及開關頻率晶閘管TH(SCR)電流最高電壓l000～4000V最大電流l000～3000A最高頻率l～10kHz功率晶體管GTR

電流

最高電壓450～1400V

最大電流30～800A

最高頻率l0～50kHz

電力場效應管MOSFET

電壓

最高電壓50～1000V

最大電流l00～200A

最高頻率500kHz～200MHz

絕緣柵雙極晶體管IGBT

電壓

最高電壓l800～3300V

最大電流800～1200A

最高頻率l0～50kHz

集成門極換流晶閘管IGCr

電壓

最高電壓4500～6000V

最大電流4000～6000A

最高頻率20～50kHzMOS控制晶閘管MCT

電壓

最高電壓450～3300V

最大電流400～1200A

最高頻率l00kHz～1MHz八、智能洗電力保模塊(I唱PM醋)智能色電力設模塊(I壤PM績)是將濤用于甜逆變扛的半云導體郊器件(目前期，多敵用IG傾BT苦)和其暑配套艷的驅凳動電縣路、賭保護幼電路脈、檢劉測電負路以盾及某葉些接族口電擁路集腹成在樣一起筆的電渣路模仁塊，擱是電助力集斬成電挎路PI噴C的一纖種。射智能腿