1.1电力电子器件概述：

1.1.1概念：

     在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或任务控制的电路被称为主电路，电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的器件。

1.1.2特点

     电力电子器件直接用于处理电能的主电路中，同一般处理信息的电子器件相比，它有如下特点：

 1）、电力电子器件所能处理电功率一般都远大于处理信息的电子器件。电功率指其承受电压和电流的能力。

 2）、因为处理功率大，为了减小本身损耗，电力电子器件一般都工作在开关状态，导通是阻抗小，接近短路，此时电流由外电路决定。阻断是阻抗大，接近断路，此时两端电压由外电路决定。因此，电力电子器件的动态参数也很重要。

 3）、实际应用中，电力电子器件的往往需要由信息电子电路来控制，由于特性1，功率达，需要一定的中间电路进行放大信息电子电路的信号，这就是所谓驱动电路。

 4）、电力电子几千的自身功耗仍然远大于信息电子器件。为了保证不至于因为散热导致器件损坏，需要在封装时讲究散热设计，一般都安装散热器。这是由于器件的通态损耗和阻态损耗。

1.1.3应用电力电子器件的系统组成

如图，电力电子系统一般由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。广义上把检测电路和驱动电路这些主电路以外的电路都称作控制电路。

 由于主电路电流和电压一般较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流,需要进行电气隔离。电气隔离一般采用光隔离或磁隔离。光隔离可以用光耦合器，由发光二极管和光敏晶体管组成。磁隔离元件通常是脉冲变压器，脉冲较宽时，为了避免铁心饱和，采用高频调制和解调的方法。

1.1.4 电力电子器件分类

按照器件能被控制电路信号所控制的程度分：

名称	类型描述	举例
半控型	通过控制信号可以控制其导通而不能控制其管段的电力电子器件	晶闸管及其派生器件
全控型	通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制器关断	绝缘栅双极晶体管（IGBT) 电力场效应管（power MOSFET）
不可控器件	这种器件只有两个端子，基本特性同二极管	电力二极管

其他分类有：

分类依据	分类
驱动电路加在器件控制端和公共端的信号类型	电压驱动型电力电子器件（也叫场控器件，场效应器件）、 电流驱动型电力电子器件。
驱动电路加在器件控制端和公共端有效信号的波形	脉冲触发型、电平控制型
内部载流子参与导电的情况	单极型器件、双极型器件、符合型器件

1.2 不可控器件——电力二极管

1.2.1 电力二极管的结构和工作原理

 电力二极管的外形和基本结构如图所示

 电力二极管的部结构如图所示，其大多是垂直导电结构，即电流在硅片被流动的总体方向是与硅片表面垂直的，而不同二极管一般是横向的导电结构。相比之下，垂直导电结构使得硅片中通过电流的有效面积增大，可以显著提高二极管的通流能力。

 其次，电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N去，也称为漂移区。由于漂移区掺杂浓度低，接近本征半导体，所以电力二极管的结构也称为P-i-N结构。漂移区的厚度决定了电力二极管能够承受的反向电压大小。反向电压太大时发生雪崩击穿或者齐纳击穿，只要电流有所限制不出现热击穿，PN结不会损坏。漂移区还导致电力二极管正向压降增大。

 PN结中的电荷量岁外加电压变化，呈现电容效应，成为结电容，结电容有势垒电容和扩散电容，当频率较高，势垒电容毁形象开关的单相导电性，需要注意。

 如下图所示的电力二极管在由导通到关断，由关断到导通的动态特性曲线。

 图a简述为当电力二极管从导通变为关断时，其会出现一个较大的反向电流脉冲I_RF，同时引起反向电压过冲U_RF。图b表示的由关断变为导通时，出现正向电压过冲U_FP的过程。

课本解释道：（1）电导调制效应起作用所需大量少子需要一定时间来存储，在达到稳定通态前管压降较大
						（2）正向电流的上升会因为器件自身电感而产生较大压降，电流上升的越快，过冲电压U~FP~就越大（图b）

1.2.2 电力二极管的主要参数

正向平均电流（I_F（AV））：按正弦半波电流平均值与有效值之比1:1.57计算，当二极管最大正向半波电流平均值为I_F（AV）时，其允许最大电流有效值为1.57I_F（AV）。反推亦然。但实际选择时需要考虑到一定的裕量和反向漏电流的热效应等。

正向压降（U_F）：略去不表

反向重复峰值电压（U_RRM）雪崩击穿电压的2/3，使用时，选择电力二极管能承受的反向最高峰电压2倍来确定此值

最高工作节温度（T_JM）：一般在125 ~ 175摄氏度之间，指PN解最高工作温度

反向恢复时间（t_rr）：从导通到关断时，电压正常所需时间

浪涌电流（I_FSM）电力二极管能承受的连续几个工频周期的过电流（？？

1.2.3 电力二极管主要类型

 普通二极管（整流二极管），快恢复二极管，肖特基二极管等。其反向恢复速度一个比一个快，肖特基二极管是金属和半导体制成，对工作环境要求严格，但性能优异。

1.3 半控型器件——晶闸管

1.4 典型全控型器件

1.5 其他

1.6 总结

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