P2筆記（主要內(nèi)容：第二章電力電子器件）

（上一節(jié)課貌似只講到導(dǎo)通條件？）

第三條：可以串電阻減小電流

三個方法的本質(zhì)都是減小電流

第一種：陽極電壓過高，擊穿器件產(chǎn)生雪崩效應(yīng)

第二種：i=C*(du/dt)，du/dt過高導(dǎo)致i過高

第三種：超出器件能正常工作的溫度范圍

第四種：光照射使PN結(jié)熱激發(fā)，載流子增多電流增大

因此只有門極觸發(fā)最精確

靜態(tài)特性指的都是伏安特性（晶閘管主電路電壓和主電路電流之間關(guān)系）

正半周：

1. 最右側(cè)硬開通是因?yàn)榧拥碾妷禾罅耍ㄕ`導(dǎo)通第一條）
2. 正向?qū)〞r電流迅速上升，但是管壓降不大
3. 電流降至I_H后，晶閘管關(guān)斷

負(fù)半周：

1. 和二極管同理

以下不是重點(diǎn)，只需了解（比如加上反壓不是立刻關(guān)斷）

第一個、第二個參數(shù)重要

U_{DRM}：M代表峰值，D代表斷

U_{RRM}：第一個R代表reverse

晶閘管承受正壓，來觸發(fā)脈沖后電壓立刻下降；斷態(tài)重復(fù)峰值電壓指承受了電壓但還未導(dǎo)通時能承受的最高電壓

同理，表示能承受的最大反壓

不僅要“較小”，還要“標(biāo)值”，選用時要留有裕量（書后有選參數(shù)的練習(xí)）

1. 小于1000V，以100V為梯度生產(chǎn)器件
2. 大于1000V，以200V為梯度生產(chǎn)器件（不生產(chǎn)1100V，1300V等）
3. 無論如何，器件額定電壓和電壓等級都是100：1的關(guān)系（1200V電壓等級是12級不是11級）
4. 取標(biāo)值是向下取整

額定電壓220V，波形如圖，如何選擇電壓等級？

答：選700V。（峰值，裕量，向上選取電壓等級）

1. U_{T(AV)}就是管壓降，一般是0.4~1.2V，每0.1V一個級別（共9個）

通態(tài)平均電流就是額定電流（最大工頻正弦半波電流的平均值，按照有效值相等的原則選取晶閘管）

有效值=1.57平均值

裕量：1.5~2倍

第一題：100*1.5/1.57

第二題：100*1.57/1.5

KP指可控硅

第四位代表電壓等級

I_L＞I_H（考點(diǎn)）

記住快速晶閘管的縮寫FST

（重要）

反并聯(lián)

需要記的知識點(diǎn)：

1. 可以認(rèn)為是一對反并聯(lián)鏈接的普通晶閘管的集成
2. 對外有三個電極
3. 不用平均值而是有效值做額定電流（因?yàn)檩敵鼋涣魉杂糜行е岛饬浚?span id="s0sssss00s" class="ql-bg-#f8ba00">?？?/span>

晶閘管反并聯(lián)了一個二極管（記住這點(diǎn)，還有圈出的圖）

關(guān)鍵詞：用于高壓直流輸電

串聯(lián)關(guān)鍵：均壓

1. 靜態(tài)均壓
2. 采用參數(shù)一致的器件
3. 采用電阻均壓
4. 動態(tài)均壓（器件之間反應(yīng)速度不同）
5. 同上
6. 用RC并聯(lián)支路作動態(tài)均壓（因?yàn)殡娙萆系碾妷簾o法突變，防止器件電壓突變燒壞）
7. 采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)（給一個強(qiáng)烈的信號 觸發(fā)時間縮短）

并聯(lián)目的：承擔(dān)較大的電流

并聯(lián)關(guān)鍵：均流

要求：必須是先串后并

采用電抗器均流，擴(kuò)大容量

掌握名字和縮寫

多元：多個很小的GTO元組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)

多元結(jié)構(gòu)使得晶閘管可以控制關(guān)斷

1. 普通晶閘管無法關(guān)斷是因?yàn)檎答佔(zhàn)罱K形成過飽和/深度飽和狀態(tài)。GTO導(dǎo)通時飽和程度較淺
2. V2直接影響I_G，所以設(shè)計(jì)α2較大，使V2控制靈敏便于關(guān)斷
3. 多元的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，加起來的電流較多，可以從門極抽出較大的電流

▲▲多元結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1. 開通比普通晶閘管快
2. 承受di/dt能力（電流變化率）增強(qiáng)

和晶閘管一樣使電流驅(qū)動、脈沖觸發(fā)、雙極型器件，不同的是GTO是全控型器件

中間特點(diǎn)沒有介紹，直接說缺點(diǎn)

電流關(guān)斷增益β_off（主電路電流與抽走電流的比值）很小，需要抽走的電流很多

本質(zhì)就是三體管，但是和模電里的比耐壓和耐電流能力強(qiáng)

1. 三層結(jié)構(gòu)，PNP和NPN
2. 左圖中對外的三個極必須掌握

1. 電流驅(qū)動、電平控制、雙極型器件
2. 電平控制時觸發(fā)脈沖不可撤去，脈沖觸發(fā)型可以
3. 雙極型器件有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以通流能力強(qiáng)

GTR不是重點(diǎn)，需要掌握基本特征

1. 需要記住圖像中的三個區(qū)
2. 考點(diǎn)：GTR在模電中工作在放大區(qū)，在電力電子中工作在截止區(qū)和飽和區(qū)（開關(guān)狀態(tài)）
3. 動態(tài)特性不仔細(xì)研究，開關(guān)需要時間但是比GTO快

1. 二次擊穿是GTR特有的
2. 一次擊穿發(fā)生后未處理，就會發(fā)生二次擊穿
3. 二次擊穿的存在說明GTR的穩(wěn)定性比較差

MOS=metal oxide semiconductor（金屬氧化物半導(dǎo)體）

1. 上面黑色的是金屬，中間灰色的是絕緣材料二氧化硅，下面是半導(dǎo)體
2. 增強(qiáng)型：原來沒有溝道，加電壓后 存在溝道
3. 耗盡型：原來有溝道，加電壓后沒有
4. ?

   01:24:56

   ?
5. N溝道導(dǎo)通時只有電子參與工作，是單極型器件

1. 名稱、符號需要記憶
2. 主電路是源極、漏極，柵極是控制極
3. 有絕緣層所以電流趨近于0，是電壓驅(qū)動
4. 以N溝道為例，電壓撤走后，溝道消失，所以電壓必須持續(xù)加在MOSFET上，是電平控制型
5. 電壓驅(qū)動優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動電路簡單、開關(guān)速度快、工作頻率高
6. 因?yàn)槔硐肭闆r下電流接近于0，所以驅(qū)動功率小
7. 缺點(diǎn)：容量小、耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置

MOS管的特征考試概率很大：

小功率MOS是橫向?qū)щ姡娏OS大都采用垂直導(dǎo)電（通流能力大一些）

1. 控制端加了電流之后，它和主電路的電流之間的關(guān)系叫mos管的轉(zhuǎn)移特性（左邊的圖像）

1. 主電路分為三個區(qū)，注意和GTR的區(qū)別（下圖2）
2. 截止區(qū)都代表關(guān)斷時
3. 飽和區(qū)的定義不一樣
4. MOS管的開通區(qū)域?qū)?yīng)的時非飽和區(qū)，GTR開通區(qū)域?qū)?yīng)飽和區(qū)

只需知道MOS的工作頻率可達(dá)100kHz以上，在主要電力電子器件中是最快的（1s內(nèi)可以開關(guān)10萬次）

1. 組合型器件：MOS+GTR，或說MOS+BJT都可以
2. 結(jié)合了雙極型和電壓驅(qū)動的 優(yōu)點(diǎn)，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力強(qiáng)，容量就會增大，管壓降也降低，通態(tài)損耗小

1. IGBT的三端器件必須掌握
2. 控制端是MOS的，主電路的兩端是GTR的集電極和發(fā)射極

1. igbt的驅(qū)動和mos管的驅(qū)動方式相同，通態(tài)壓降則和GTR一樣較低，因?yàn)槎际请p極型，有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)
2. 關(guān)斷：柵射極施加反壓或不加信號

有兩個特性，轉(zhuǎn)移特性和輸出特性（伏安特性）

三個元件的三個區(qū)都要記憶，重點(diǎn)記憶關(guān)斷和開通時的區(qū)域名字

IGBT的動態(tài)過程和MOS管的驅(qū)動過程類似，mos管最快，IGBT稍慢一些

參數(shù)不說了。

第二章總結(jié)??！

符號一欄中右側(cè)的是主電路，左側(cè)是控制端

1. 注意：單極型容易忽略SIT和肖特基二極管
2. 晶閘管分為可關(guān)斷晶閘管GTO、逆導(dǎo)晶閘管RCT、雙向晶閘管TRIAC、光控晶閘管LTT

SIT和mos管類似，記住共同特征：

1. 單極型器件
2. 工作頻率與mos相當(dāng)，甚至更高，功率容量更大

缺點(diǎn)是sit是正常導(dǎo)通型器件，沒有給信號時導(dǎo)通，加負(fù)偏壓時關(guān)斷，使用不方便

1. MCT=MOSFET+SCR
2. 復(fù)合型器件
3. 關(guān)鍵技術(shù)無法突破，電壓電流容量未到預(yù)期，沒有投入實(shí)際使用
4. SITH=SIT+GTO
5. 復(fù)合型器件
6. 也是正常導(dǎo)通型，應(yīng)用不廣
7. IGCT=MOSFET+GTO
8. 復(fù)合型器件

1. 寬禁帶材料：碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、金剛石等

功率模塊組合在一起稱為功率集成電路（PIC, Power Integrity Poke）

智能功率模塊：IPM, Intelligent Power Module，專門針對IGBT及其輔助器件與其保護(hù)和驅(qū)動電路的單片集成，也稱智能IGBT

考點(diǎn)：觸發(fā)電路應(yīng)滿足圖中四條要求：

記住打勾?的地方。還有mos的U_GS＞20V時擊穿

1. 外因過電壓
2. 操作過電壓
3. 雷擊過電壓
4. 內(nèi)因過電壓（電力電子裝置內(nèi)部期間的開關(guān)過程）
5. 換相過電壓
6. 關(guān)斷過電壓

重點(diǎn)：針對電力電子器件主要的保護(hù)措施是RC3和RCD，別的不記

1. 過電流
2. 過載
3. 短路
4. 保護(hù)措施
5. 快速熔斷器
6. 直流快速斷路器
7. 過電流繼電器
8. 電子電路（第一保護(hù)措施）

1. 保護(hù)對象
2. 內(nèi)因過電壓
3. 過電流
4. 電壓變化率du/dt，關(guān)斷緩沖電路
5. 電流變化率di/dt，開通緩沖電路

電容上的電壓不能突變，主要抑制du/dt

電感上的電流不能突變，主要抑制di/dt