電力電子器件的損耗包括哪些

電力電子器件的損耗主要包括有開(kāi)通、關(guān)斷、通態(tài)損耗。 在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為通態(tài)損耗，而當(dāng)器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，功率損耗主要為開(kāi)關(guān)損耗。另外，si的二極管有反向恢復(fù)損耗，sic SBD沒(méi)有二極管的反向恢復(fù)損耗。在zvs的時(shí)候沒(méi)有開(kāi)通損耗，zcs的時(shí)候沒(méi)有關(guān)斷損耗。其中一般的器件來(lái)說(shuō)關(guān)斷損耗最大，通態(tài)損耗其次，開(kāi)通損耗最小，這個(gè)是由于關(guān)斷慢時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)通快，IV積分損耗小，通態(tài)損耗為rds，on和電流的平方，隨溫度變化會(huì)增大。 電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)損耗就小是相對(duì)而言的，開(kāi)關(guān)狀態(tài)的晶體管飽和導(dǎo)通，壓降很小，耗電也就很小。放大狀態(tài)的晶體管壓降很高，耗電也就很多。開(kāi)關(guān)的消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接觸器，但是它的開(kāi)關(guān)速度很快。

電力電子器件的冷卻方式

電力電子器件工作時(shí)的功率損耗會(huì)引起電力電子器件發(fā)熱、升溫，而器件溫度過(guò)高將縮短器件壽命，甚至燒毀器件。這是限制電力電子器件電流電壓容量的主要原因。為此必須考慮電力電子器件的冷卻問(wèn)題，保證器件在額定溫度以下正常工作。電力電子器件的損耗可分為4種：①通態(tài)損耗。由導(dǎo)通狀態(tài)下流過(guò)的電流和器件上的電壓降產(chǎn)生的功率損耗。②阻斷態(tài)損耗。由阻斷狀態(tài)下器件承受的電壓和流過(guò)器件的漏電流產(chǎn)生的功率損耗。③開(kāi)關(guān)損耗。由器件開(kāi)通和關(guān)斷期間產(chǎn)生的功率損耗。④控制極損耗。由控制極的電流、電壓引起的功率損耗。

原理介紹如下：

電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱器散發(fā)到冷卻介質(zhì)中。為了保證器件溫升不超過(guò)額定值，使用中除要按器件要求配用合適的散熱器外，還應(yīng)使電力電子器件和散熱器之間有良好的導(dǎo)熱性能。通常在器件和散熱器的接觸面上涂以適量硅脂，并維持器件和散熱器間一定的壓力，以保證器件到散熱器具有良好的導(dǎo)熱性。

電力電子器件常用的冷卻方式有自冷式、風(fēng)冷式、液體冷卻式（包括油冷式和水冷式）和蒸發(fā)冷卻式等。①自冷式：電力電子器件和散熱器依靠周?chē)諝獾淖匀粚?duì)流和熱輻射來(lái)散熱。因此散熱器的制造、安裝、使用方便，但散熱效果差，所以一般僅用于電流容量較小的電力電子器件。②風(fēng)冷式：電力電子器件和散熱器依靠流動(dòng)的冷空氣來(lái)散熱。冷空氣由專(zhuān)門(mén)的風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)一定的風(fēng)道供給。風(fēng)冷式散熱效果比自冷式好，使用和維護(hù)也比較方便，適用于中等容量和大容量的電力電子器件。缺點(diǎn)是有噪聲，并且當(dāng)容量較大時(shí)，散熱器的體積、重量都很大。③油冷式：通常采用變壓器油作為冷卻介質(zhì)。分為油浸冷卻和油管冷卻兩種。冷卻效果好，能防止外界塵埃，散熱器幾乎不用維修，但體積和重量較大。④水冷式：用水作冷卻介質(zhì)，散熱效果好，散熱器體積小。大容量電力電子器件如果有條件，以采用水冷方式為好。但是，水冷式需要循環(huán)供水系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)要求也較高，常用于電解電鍍電源和中頻感應(yīng)加熱電源等現(xiàn)場(chǎng)有供水系統(tǒng)的場(chǎng)合。⑤蒸發(fā)冷卻式：利用液體沸騰蒸發(fā)時(shí)吸收熱量的原理將器件產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱面。冷卻介質(zhì)常采用氟里昂等低沸點(diǎn)低腐蝕性液體。熱管散熱器即屬蒸發(fā)冷卻式。這種方式散熱效果好，散熱器體積小、重量輕，是一種較好的冷卻方式。但散熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高。

按冷卻介質(zhì)的循環(huán)情況，冷卻方式又可分為開(kāi)啟式和封閉式。封閉式指冷卻介質(zhì)（油、空氣、水等）形成封閉的循環(huán)系統(tǒng)，工作時(shí)冷卻介質(zhì)的溫升通過(guò)另一個(gè)散熱裝置降低。這種系統(tǒng)可防止外界塵埃進(jìn)入，避免冷卻介質(zhì)氧化變質(zhì)。

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