电力电子设备的分类_电力电子设备的特点

电力电子设备的分类根据控制电路信号可控制电力电子设备的程度进行分类：1.半控设备，例如晶闸管； 2.完全受控的器件，例如GTO（栅极关断晶闸管），GTR（功率晶体管），PowerMOSFET（功率场效应晶体管），IGBT（绝缘栅双极晶体管）； 3.不可控设备，例如功率二极管。根据驱动电路在功率电子设备的控制端子和公共端子之间添加的信号的性质：1.电压驱动设备，例如IGBT，PowerMOSFET，SITH（静电感应晶闸管）； 2.电流驱动器件，例如晶闸管，GTO，GTR。根据驱动电路在电力电子设备的控制端和公共端之间增加的有效信号波形分类：1.脉冲触发型，如晶闸管，GTO； 2.电子控制类型，例如GTR，功率MOSFET，IGBT。根据参与电力电子设备导通的电子和空穴载流子的两种类型：1.双极型设备，例如功率二极管，晶闸管，GTO，GTR； 2.单极器件，例如PowerMOSFET，SIT，肖特基极势垒二极管； 3.复合器件，例如MCT（MOS控制晶闸管），IGBT，SITH和IGCT。电力电子设备的特性在电气设备或电力系统中，直接进行电能转换或控制的电路称为主电路（MainPowerCircuit），而电子设备为电力电子设备（PowerElectronicDevice）。广义上讲，电力电子设备可以分为两种类型：电真空设备和半导体设备。自1950年代以来，真空管仅用于具有高频率的高功率高频电源（例如微波），并且功率半导体器件已取代了汞弧整流器和晶闸管。等电真空装置已成为绝对的主力军。因此，电力电子设备通常仅指电力半导体设备，并且所使用的主要材料仍然是硅。与处理信息的电子设备相比，电力电子设备具有以下一般特征：（1）处理电力的能力（即承受电压和电流的能力）小至毫瓦，大至兆瓦，并且它们中的大多数比处理信息电子设备要大得多。 （2）一般工作在开关​​状态，即导通时的阻抗很小（导通状态），接近短路，管电压降接近零，确定电流通过外部电路；当其处于阻塞状态（关闭状态）时，阻抗较大，接近开路，电流几乎为零，并且管两端的电压由外部电路确定。这些上升特性和参数也是电力电子设备的重要特性。 （3）在实际应用中，电力电子设备常常需要由信息电子电路来控制。在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路来放大控制电路的信号，该控制电路是电力电子设备的驱动电路。 （4）为确保损耗产生的热量不会因温度过高而损坏器件，不仅必须考虑器件封装上的散热设计，而且在工作期间通常要安装一个散热器。这是因为在打开设备时，设备上存在一定的导通状态电压降，从而导致导通状态损耗；当设备被阻塞时，会在设备中流过小的断开状态漏电流，从而导致断电状态。损耗，以及在打开或关闭设备时会产生导通损耗和关断损耗，统称为开关损耗。对于某些设备，由驱动电路注入其中的功率也是加热设备的原因之一。通常，功率电子设备的关态漏电流很小，因此导通损耗是造成设备功率损耗的主要原因。当设备的开关频率较高时，开关损耗将增加，并且可能成为设备功率损耗的主要因素。