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电力电子器材及其分类

2017-10-02 07:42分类:电工考证知识 阅读:

 

20世纪50年代,电力电子器材首要是汞弧闸流管和大功率电子管。60年代翻开起来的晶闸管,因其作业牢靠、寿数长、体积小、开关速度快,而在电力电子电路中得到广泛运用。70年代前期,已逐渐替代了汞弧闸流管。80年代,通常晶闸管的开关电流已达数千安,能接受的正、反向作业电压达数千伏。在此根底上,为习气电力电子技能翻开的需求,又开宣告门极可关断晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管等一系列派生器材,以及单极型MOS功率场效应晶体管、双极型功率晶体管、静电感应晶闸管、功用组合模块和功率集成电路等新式电力电子器材。

各种电力电子器材均具有导通和阻断两种作业特性。功率二极管是二端(阴极和阳极)器材,其器材电流由伏安特性决议,除了改动加在二端间的电压外,无法操控其阳极电流,故称不行控器材。通常晶闸管是三端器材,其门极信号能操控元件的导通,但不能操控其关断,称半控型器材。可关断晶闸管、功率晶体管等器材,其门极信号既能操控器材的导通,又能操控其关断,称全控型器材。后两类器材操控活络,电路简略,开关速度快,广泛运用于整流、逆变、斩波电路中,是电动机调速、发电机励磁、感应加热、电镀、电解电源、直接输电等电力电子设备中的基地部件。这些器材构成设备不只体积小、作业牢靠,并且节能效果十分显着(通常可节约用电十%~40%)。

单个电力电子器材能接受的正、反向电压是必定的,能经过的电流巨细也是必定的。因而,由单个电力电子器材构成的电力电子设备容量遭到捆绑。所以,在有用中多用几个电力电子器材串联或并联构成组件,其耐压和通流的才干能够成倍地行进,然后可极大地添加电力电子设备的容量。器材串联时,期望各元件能接受相同的正、反向电压;并联时则期望各元件能分管相同的电流。但因为器材的个异性,串、并联时,各器材并不能彻底均匀地分管电压和电流。所以,在电力电子器材串联时,要采纳均压办法;在并联时,要采纳均流办法。

电力电子器材作业时,会因功率损耗致使器材发热、升温。器材温度过高将缩短寿数,乃至焚毁,这是捆绑电力电子器材电流、电压容量的首要要素。为此,有必要思考器材的冷却疑问。常用冷却办法有自冷式、风冷式、液冷式(包含油冷式、水冷式)和蒸腾冷却式等。

依照电力电子器材能够被操控电路信号所操控的程度分类:

1.半控型器材,例如晶闸管;

2.全控型器材,例如GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管),MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管);

3.不行控器材,例如电力二极管;

依照驱动电路加在电力电子器材操控端和公共端之间信号的性质分类:

1.电压驱动型器材,例如IGBT、MOSFET、SITH(静电感应晶闸管);

2.电流驱动型器材,例如晶闸管、GTO、GTR;

依据驱动电路加在电力电子器材操控端和公共端之间的有用信号波形分类:

1.脉冲触发型,例如晶闸管、GTO;

2.电子操控型,例如GTR、MOSFET、IGBT;

依照电力电子器材内部电子和空穴两种载流子参加导电的状况分类:

1.双极型器材,例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR;

2.单极型器材,例如MOSFET、SIT;

3.复合型器材,例如MCT(MOS操控晶闸管)和IGBT;

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