PDF《开关电源原理及其应用》

开关电源原理及其应用 维修技术培训资料 第一部分:功率电子器件

第一节:功率电子器件及其应用要求 功率电子器件大量被应用于电源、伺服驱动、变频器、电机保护器等功率电子设备.

这些设备都是自动化系统中必不可少的,因此,我们了解它们是必要的. 近年来,随着应用日益高速发展的需求,推动了功率电子器件的制造工艺的研究和 发展,功率电子器件有了飞跃性的进步.器件的类型朝多元化发展,性能也越来越改善. 大致来讲,功率器件的发展,体现在如下方面: 1. 器件能够快速恢复,以满足越来越高的速度需要.以开关电源为例,采用双极型 晶体管时,速度可以到几十千赫;

使用 MOSFET 和IGBT,可以到几百千赫;

而采用 了谐振技术的开关电源,则可以达到兆赫以上. 2. 通态压降(正向压降)降低.这可以减少器件损耗,有利于提高速度,减小器件 体积. 3. 电流控制能力增大.电流能力的增大和速度的提高是一对矛盾,目前最大电流控 制能力,特别是在电力设备方面,还没有器件能完全替代可控硅. 4. 额定电压:耐压高.耐压和电流都是体现驱动能力的重要参数,特别对电力系统, 这显得非常重要 5. 温度与功耗.这是一个综合性的参数,它制约了电流能力、开关速度等能力的提 高.目前有两个方向解决这个问题,一是继续提高功率器件的品质,二是改进控 制技术来降低器件功耗,比如谐振式开关电源. 总体来讲,从耐压、电流能力看,可控硅目前仍然是最高的,在某些特定场合,仍 然要使用大电流、高耐压的可控硅.但一般的工业自动化场合,功率电子器件已越来越 多地使用 MOSFET 和IGBT,特别是 IGBT 获得了更多的使用,开始全面取代可控硅来做为 新型的功率控制器件.