电力电子复习提纲(2010年).doc

第一章 绪论 1、基本知识点 （1）电力电子技术定义：变换和控制 （2）电力电子技术两个分支：器件制造技术和变流技术 （3）四种基本的电能变换电路：AC→DC、DC→AC、AC→AC、DC→DC （4）电力电子技术学科背景：信息电子学、电气工程和控制理论交叉形成的新兴学科 （5）电力电子技术发展：半控器件（晶闸管）→普通全控器件（门极可关断晶闸管、大功率晶体管、电力金属氧化物半导体场效应晶体管）→复合器件（绝缘栅双极性晶体管）→模块化、集成化、智能化 （6）与信息电子器件相比较，电力电子器件的特点：功率大、工作在开关状态、需驱动电路、损耗大需加散热（通态损耗、断态损耗、开通损耗、关断损耗）。 （）电力电子器件的分类： ①据被控程度：不可控、半控、全控 ②据驱动信号性质：电压驱动、电流驱动 ③据内部载流子参与导电情况：单极型、双极型和复合型 （）电力电子装置和系统组成：控制驱动主电路 ①电气隔离：光或磁 ②保护电路：过电压和过电流 （）电力电子电路的控制方式：相控、斩控、频控 第二章 电力电子器件 1、复习方法 （1）器件电气符号 （2）工作原理 （3）基本特性：静态+动态 （4）主要参数 （5）主要特点 2、基本知识点 （1）主要电力电子器件的电气符号，按照三种分类方法各属于哪一种： ①Power Diode ②Thyristor（SCR） ③GTO ④GTR ⑤Power MOSFET ⑥IGBT （2）各器件的主要特点： ①Power Diode：单向导电性 ②Thyristor（SCR）：半控型，目前主要的电力电子器件中容量最大的 ③GTO：晶闸管的派生器件，全控，关断时需要从门极抽取很大的电流才能使之关断，在全控型电力电子器件中容量最大 ④GTR：二次击穿，安全工作区 ⑤Power MOSFET：主要电力电子器件中开关速度最快的， ⑥IGBT：结合GTR和Power MOSFET的优点，但开关速度比Power MOSFET低，容量比GTR小，擎住效应（自锁效应），MOSFET作为输入级 （3）◆电导调制效应：当PN结上流过的正向电流较小时，二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻，其阻值较高且为常量，因而管压降随正向电流的上升而增加；当PN结流过的正向电流较大时，注入并积累在低掺杂N区的少子空穴浓度将很大，为了维持半导体的电中性条件，其多子浓度也相应大幅度增加，使得其电阻率明显下降，也就是电导率大大增加，这就是电导调制效应。 （4）根据反向恢复时间二极管分为：普通二极管（General Purpose Diode）、快恢复二极管（Fast Recovery Diode—— FRD）、肖特基二极管（Schottky Barrier Diode——SBD） （5）晶闸管 ①导通的条件和关断的方法 ②导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿 ③晶闸管的关断时间包括反向阻断恢复时间（）和正向阻断恢复时间（），在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正向导通 ④通常取晶闸管的和中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2—3倍。 ⑤维持电流——由导通转为关断。擎住电流 ——由关断转为导通。对同一晶闸管来说，通常约为的2—4倍 ⑥◆动态参数： A、断态电压临界上升率——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。防止晶闸管误导通 B、通态电流临界上升率 ——指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。防止晶闸管门极热损坏 ⑦晶闸管的派生器件：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管。 （6）GTO与普通晶闸管的不同点 （7）GTR工作在开关状态是在截止区和饱和区之间进行来回转换，中间经过放大区； Power MOSFET工作在开关状态是在截止区和非饱和区之间进行来回转换，中间经过饱和区； IGBT工作在开关状态是在正向阻断区和饱和区之间进行来回转换，中间经过有源区； （8）Power MOSFET ①使用时注意寄生二极管的影响 ②通态电阻具有正的温度系数，对并联时均流有利 （9）IGBT ①IGBT的特性和参数特点 ②◆擎住效应或自锁效应：在IGBT内部寄生着一个晶体管和作为主开关器件的晶体管组成寄生晶闸管。其中晶体管基极与发射极之间存在体区短路电阻，形体区的横向空穴电流会在该电阻上产生压降，相当于对结施加正偏压，一旦开通，栅极就会失去对集电极电流的控制作用导致集电极电流增大，造成器件功耗过高而损坏。这种电流失控的现象，就像普通晶闸管被触发以后，即使撤销触发信号晶闸管仍然因进入正反馈而维持导通的机理一样，因此被称为擎住效应或自锁效