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高压变频器常用的电力电子器件及其分类

点击次数:更新时间:2012-11-23 09:11:03来源:南阳防爆电机

  电力电子器件是指用半导体材料制成的大功率电子器件,20 世纪50 年代以来,已发展了不同类型的器件,并大致可以按照控制程度、载流子类型、集成度或按芯片材料等方法进

 

电力电子器件是指用半导体材料制成的大功率电子器件,20 世纪50 年代以来,已发展了不同类型的器件,并大致可以按照控制程度、载流子类型、集成度或按芯片材料等方法进行分类。

在高压变频器中,常用的电力电子器件主要有电力二极管、晶闸管、GTO 晶闸管、IGBT 、IGET 、IGCT 等。

电力二极管由于没有控制极,属于不控型器件;晶闸管属于半控型器件;而上述其他能用控制信号对器件的导通与关断进行控制的器件称为全控型器件,或称为自关断器件。在全控型器件中,电流控制型器件需从控制极注人和抽取电流来实现器件的通断,控制功率较大,典型器件为GTR 。电压型器件可通过在其控制极加上或撤去控制电压而实现器件通断,在其稳定导通时,基极无电流,故平均控制功率很小,由于电压控制型器件是通过控制极电压在主电极上建立电场来控制器件通断,通常称为场控或场效应器件。

根据器件在导通时参与导电的载流子的类型,所有的器件可以分为单极型、双极型和复合型三大类:只有一种载流子参与导电的器件称为单极型器件,如电力MOSFET ;自由电子和空穴两种载流子都参与导电的器件称为双极型器件,如GTR ;由前两类器件复合而成的器件则称为复合型器件,如IGBT 。

目前用来制造器件的材料绝大部分为硅。碳化硅作为一种新材料,实验证明,其在损耗、耐压和耐高温等方面均优于硅材料,更适合于制造电力电子器件,目前已有碳化硅势垒二极管问世,但还存在价格和加工工艺等问题。随着半导体制造技术的不断发展、电力电子器件性能的不断提高,有理由相信将大大促进包括变频调速技术在内的电力电子技术的发展。


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