《電力電子器件》課件

電力電子器件本課件將帶您深入了解電力電子器件及其應(yīng)用，從基本原理到實際應(yīng)用，幫助您全面掌握這門重要學(xué)科。緒論引言電力電子器件是現(xiàn)代電子技術(shù)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各種電力系統(tǒng)和電子設(shè)備。意義電力電子器件的發(fā)展推動了電力電子技術(shù)的進(jìn)步，為提高電力系統(tǒng)效率、節(jié)約能源提供了重要支撐。電力電子器件的概述電力電子器件是指用于控制和轉(zhuǎn)換電能的半導(dǎo)體器件。它們具有高速開關(guān)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對電能的精確控制和高效轉(zhuǎn)換。電力電子器件是現(xiàn)代電力系統(tǒng)和電子設(shè)備的核心部件。電力電子器件的特點高效率電力電子器件能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換，減少能量損失。高可靠性電力電子器件具有較高的可靠性，能夠長時間穩(wěn)定運行。小型化電力電子器件體積小巧，易于集成，便于應(yīng)用于各種電子設(shè)備。智能化電力電子器件可以通過控制信號進(jìn)行智能控制，實現(xiàn)對電能的精確管理。電力電子器件的分類二極管晶體管電力電子開關(guān)觸發(fā)電路二極管PN結(jié)二極管的核心結(jié)構(gòu)，形成單向?qū)щ娞匦?正向偏置電流可以輕松通過二極管2反向偏置電流幾乎不能通過二極管3二極管的結(jié)構(gòu)1PN結(jié)的形成2P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合3形成空穴和自由電子濃度梯度4形成耗盡層二極管的工作原理正向偏置外加電壓使PN結(jié)中的空穴和電子向相反方向移動電流通過PN結(jié)的耗盡層變窄，電流可以輕松通過反向偏置外加電壓使PN結(jié)中的空穴和電子向相同方向移動電流阻斷PN結(jié)的耗盡層變寬，電流幾乎不能通過二極管的特性正向特性當(dāng)正向電壓超過閾值電壓時，電流急劇上升反向特性在反向偏置下，電流很小，幾乎為零擊穿特性當(dāng)反向電壓超過擊穿電壓時，電流急劇上升二極管的基本參數(shù)1正向電壓二極管導(dǎo)通時的電壓降2反向電流二極管反向偏置時的電流3擊穿電壓二極管反向擊穿時的電壓4最大電流二極管能夠承受的最大電流二極管的應(yīng)用晶體管1NPN型發(fā)射極、基極、集電極依次為N型、P型、N型2PNP型發(fā)射極、基極、集電極依次為P型、N型、P型晶體管的結(jié)構(gòu)1發(fā)射極發(fā)射大量電子或空穴2基極控制發(fā)射極電流的流動3集電極收集發(fā)射極的電子或空穴晶體管的工作原理放大作用小電流控制大電流1開關(guān)作用控制電流的通斷2晶體管的特性發(fā)射極電流集電極電流晶體管的參數(shù)電流放大系數(shù)集電極電流與基極電流之比集電極截止電流基極電流為零時，集電極電流最大允許功率晶體管能夠承受的最大功率晶體管的應(yīng)用功率晶體管概述功率晶體管是專門用于處理大功率信號的晶體管。特點能夠承受高電流、高電壓、高功率。功率晶體管的結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)，通常包含多個PN結(jié)芯片面積較大，用于散熱封裝方式多種多樣功率晶體管的工作原理1電流通過發(fā)射結(jié)2電流放大并通過集電結(jié)3控制信號決定電流大小功率晶體管的特性電流容量能夠承受的最大電流電壓承受能力能夠承受的最大電壓功率容量能夠承受的最大功率開關(guān)速度開關(guān)速度的快慢功率晶體管的參數(shù)集電極電流晶體管集電極能夠承受的最大電流集電極電壓晶體管集電極能夠承受的最大電壓最大功耗晶體管能夠承受的最大功率開關(guān)頻率晶體管能夠承受的開關(guān)頻率功率晶體管的應(yīng)用電力電子開關(guān)概述電力電子開關(guān)是用來控制電流通斷的半導(dǎo)體器件，能夠快速切換導(dǎo)通和阻斷狀態(tài)。作用實現(xiàn)對電能的精確控制和高效轉(zhuǎn)換，廣泛應(yīng)用于各種電力電子電路中。電力電子開關(guān)的概述1開關(guān)速度快能夠快速切換導(dǎo)通和阻斷狀態(tài)2效率高開關(guān)過程中的能量損失小3可靠性高能夠長時間穩(wěn)定工作4體積小易于集成到各種電力電子電路中電力電子開關(guān)的分類IGBTMOSFET電力晶閘管電力電子開關(guān)的特點低導(dǎo)通壓降導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓降很低，提高效率高電流容量能夠承受較大的電流高電壓承受能力能夠承受較高的電壓快速開關(guān)速度開關(guān)速度快，提高控制精度電力電子開關(guān)的性能參數(shù)1導(dǎo)通壓降開關(guān)導(dǎo)通時的電壓降2開關(guān)速度開關(guān)速度的快慢3電流容量開關(guān)能夠承受的最大電流4電壓承受能力開關(guān)能夠承受的最大電壓電力電子開關(guān)的應(yīng)用觸發(fā)電路概述觸發(fā)電路是指用來控制電力電子開關(guān)通斷的電路。作用實現(xiàn)對電力電子開關(guān)的精確控制，控制電能的流動方向和大小。觸發(fā)電路的作用觸發(fā)電力電子開關(guān)的導(dǎo)通控制電力電子開關(guān)的導(dǎo)通時間實現(xiàn)對電力電子開關(guān)的精確控制觸發(fā)電路的種類單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路施密特觸發(fā)電路觸發(fā)電路的特點靈敏度高能夠?qū)ξ⑷醯男盘栕龀龇磻?yīng)響應(yīng)速度快能夠快速觸發(fā)電力電子開關(guān)可靠性高能夠長時間穩(wěn)定工作