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0.3 电力电子器件
电力电子器件常用的分类方法有两种:
1.按照开通、关断控制方式可分为3大类
1)不可控型。这类器件一般为二端器件,一端是阳极,另一端是阴极。其开关性能取决于施加于器件阳、阴极间的电压极性。正向导通,反向关断,流过器件的电流是单方向的。由于其开通和关断不能按需要控制,故这类器件称为不可控型器件。常见的有大功率二极管、快速恢复二极管及肖特基二极管等。
2)半控型。这类器件是三端器件,除阳极和阴极外,还增加了一个控制门极。半控型器件也具有单向导电性,但开通不仅需在其阳、阴极间施加正向电压,而且还必须在门极和阴极间输入正向控制电压,其开通可以被控制。这类器件一旦开通,就不能再通过门极来控制关断,只能从外部改变加在阳、阴极间的电压极性或强制使阳极电流减小至零才能使其关断,所以把它们称为半控型。这类器件主要是晶闸管及其派生器件(如双向、逆导晶闸管等)。
3)全控型。这类器件也是带有控制端的三端器件,控制端不仅可控制其开通,而且也能控制其关断,故称为全控型器件,也称为自关断器件。属于这一类的代表器件有大功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
2.按照驱动电路加在电力电子器件控制端的驱动信号类型可分为2大类
1)电流驱动型。这类器件是通过从控制端注入或抽出电流来实现器件的导通或关断控制的。属于电流驱动型的器件有普通晶闸管、GTR和GTO等。这类器件所需要的控制功率较大,控制电路复杂,工作频率较低,但容量较大。
2)电压驱动型。这类器件是在控制端与公共端之间施加一定的电压信号来实现器件的导通或关断的,电压驱动型器件又称为场控器件。常见的电压驱动型器件有P-MOSFET、IGBT等。这类器件驱动电路简单,所需要的控制功率小,工作频率高,性能稳定,因此成为电力电子器件的重要发展方向。