功率元件是裝置中反映或檢測(cè)某一設(shè)備、線(xiàn)路得電功率得器件或組件。電力電子器件,又稱(chēng)為功率半導(dǎo)體器件,用于電能變換和電能控制電路中得大功率(通常指電流為數(shù)十至數(shù)千安,電壓為數(shù)百伏以上)電子器件??梢苑譃榘肟匦推骷?、全控型器件和不可控型器件,其中晶閘管為半控型器件,承受電壓和電流容量在所有器件中蕞高;電力二極管為不可控器件,結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單,工作可靠;還可以分為電壓驅(qū)動(dòng)型器件和電流驅(qū)動(dòng)型器件,其中GTO、GTR為電流驅(qū)動(dòng)型器件,IGBT、電力MOSFET為電壓驅(qū)動(dòng)型器件。
功率器件
功率放大是利用三極管得電流控制作用或場(chǎng)效應(yīng)管得電壓控制作用將電源得功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化得電流。
1、不控器件
不能通過(guò)控制信號(hào)控制其通斷得電力電子器件。典型器件如二極管,主要應(yīng)用于低頻整流電路。
2、半控器件
通過(guò)控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷得電力電子器件。典型器件如晶閘管,又稱(chēng)可控硅,廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、逆變及變頻等電路中,應(yīng)用場(chǎng)景多為低頻。
3、全控器件
通過(guò)控制信號(hào)既可控制導(dǎo)通,又可控制其關(guān)斷得電力電子器件。典型器件如GTO(門(mén)極可關(guān)斷晶閘管)、GTR(電力晶體管)、MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極性晶體管),應(yīng)用領(lǐng)域最廣,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、汽車(chē)、軌道牽引、家電等各個(gè)領(lǐng)域。
關(guān)于以上這幾種全控器件,其中GTO是晶閘管得派生器件,主要應(yīng)用在兆瓦級(jí)以上得大功率場(chǎng)合。
GTR屬于電流控制功率器件,且電路符號(hào)和普通得三極管一致。20世紀(jì)80年代以來(lái)在中小功率范圍內(nèi)逐漸取代GTO。GTR特點(diǎn)鮮明,耐高壓、大電流、飽和壓降低是其主要優(yōu)點(diǎn),但是缺點(diǎn)也很明顯,如驅(qū)動(dòng)電流較大、耐浪涌電流能力差、易受二次擊穿而損壞,驅(qū)動(dòng)電流大直接決定其不適合高頻領(lǐng)域得應(yīng)用。
MOSFET與GTR最為顯著得區(qū)別就是電場(chǎng)控制。其特性是輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率高,那MOS是不是完美彌補(bǔ)了GTR得缺陷?能不能完全替代GTR呢?答案當(dāng)然是不能。MOS典型參數(shù)是導(dǎo)通阻抗,直觀理解為耐壓做得越大,芯片越厚,導(dǎo)通電阻越大,電流能力就會(huì)降低,因此不能兼顧高壓和大電流就成了MOS得短板。
接下來(lái)就要特別講講IGBT了。IGBT是以雙極型晶體管為主導(dǎo)元件,以MOS為驅(qū)動(dòng)元件得達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是不僅損耗小、耐高壓、電流密度大、通態(tài)電壓低、安全工作區(qū)域?qū)?、耐沖擊,而且開(kāi)關(guān)頻率高、易并聯(lián)、所需驅(qū)動(dòng)功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、輸入阻抗大、熱穩(wěn)定性好。IGBT得應(yīng)用領(lǐng)域正迅速擴(kuò)大,逐步取代GTR、MOSFET得市場(chǎng)。
感謝只能帶領(lǐng)大家對(duì)功率器件有了初步得了解,希望對(duì)大家會(huì)有一定得幫助,同時(shí)需要不斷總結(jié),這樣才能提高可以技能,也歡迎大家來(lái)討論文章得一些知識(shí)點(diǎn)。