依據(jù)電力電子器件能夠控制電路信號的程度可以分以下種類:
1、半控制器件,如晶閘管
2、全控制型設(shè)備,如GTO(門可關(guān)閉晶閘管)、GTR(電力晶管)、PowerMOSFET(電力場效應(yīng)晶管)、IGBT(絕緣柵雙極晶管)
3、不可控器件,如電力二極管。
依據(jù)驅(qū)動電路在電力電子器件控制端與公共端之間的信號的性質(zhì)可分為:
1.IGBT、PowerMOSFET、SITH等電壓驅(qū)動器件
2.電流驅(qū)動器件,如晶閘管、GTO和GTR。
依據(jù)驅(qū)動電路在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號波形能分為:
1.脈沖觸發(fā)型,如晶閘管、GTO
2.電子控制型,如GTR、PowerMOSFET、IGBT。
依據(jù)電力電子器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況可分為:
1.雙極部件,如電力二極管、晶閘管、GTO、GTR
2.單極器件,如PowerMOSFET、SIT、肖特基勢壘二極管
3.MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT、SITH備。
電力電子器件的特點:
在電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中,直接承擔(dān)電力變化或控制任務(wù)的電路被稱為主電路,其中電子器件是電力電子器件。廣義上電力電子器件分為電真空設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備。自20世紀(jì)50年代以來,真空管僅用于高頻(如微波)的大功率高頻電源,而電力半導(dǎo)體設(shè)備已取代汞弧整流器、閘管等真空設(shè)備,成為絕對的主力。因此,電力電子器件多指電力半導(dǎo)體設(shè)備,采用的主要材料仍然是硅。
與處理信息的電子器件相比,電力電子器件又具備以下特征:
(1)處理電力的能力,即承受電壓和電流的能力,從毫瓦級到兆瓦級,大多遠大于處理信息的電子器件。
(2)一般在開關(guān)狀態(tài)下工作,即導(dǎo)通時(通態(tài))阻抗小,接近短路,管壓下降接近零,電流由外回路決定的阻斷時(斷態(tài))阻抗大,接近斷路,電流幾乎為零,管兩端的電壓由外回路決定。這些報關(guān)特性和參數(shù)也是電力電子器件的重要特性。
(3)在實際應(yīng)用中,電力電子器件通常需要信息電子電路來控制。主回路與控制回路之間,必須擴大一定的中間回路控制回路的信號。這就是電力電子器件的驅(qū)動回路。
(4)為了確保損失產(chǎn)生的熱量不會導(dǎo)致設(shè)備溫度過高而損壞,不僅要考慮設(shè)備封裝上的散熱設(shè)計,還要在工作中安裝散熱器。這是因為導(dǎo)通時設(shè)備有一定的通態(tài)壓降,形成通態(tài)損失,阻斷時設(shè)備有微小的斷態(tài)漏電流,形成斷態(tài)損失,在設(shè)備開通或關(guān)閉過程中發(fā)生開通損失和關(guān)閉損失,總稱開關(guān)損失。對于一些部件來說,驅(qū)動電路注入的功率也是部件發(fā)熱的原因之一。通常,電力電子器件的斷路漏電流極小,通態(tài)損失是設(shè)備電力損失的主要原因。設(shè)備開關(guān)頻率高時,開關(guān)損失增大,可能成為設(shè)備功率損失的主要原因。