1概念和特征

電力電子器件(Power Electronic Device)是指可直接用于處理電能的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。廣義上電力電子器件可分為電真空器件和半導(dǎo)體器件兩類，目前往往專指電力半導(dǎo)體器件。目前電力半導(dǎo)體器件所使用的材料仍然以硅為主，當(dāng)然，隨著技術(shù)的發(fā)展更高性能的半導(dǎo)體材料也逐漸被應(yīng)用，如碳化硅(SiC)，砷化鎵(GaN)等。

由于電力電子器件直接用于處理電能的主電路，所以相對于處理信息的電子器件有如下特征：

所能處理電功率的大小，也就是其承受電壓和電流的能力，是其最重要的參數(shù)，其處理電功率的能力小至毫瓦級，大至兆瓦級，一般都遠(yuǎn)大于 處理信息的電子器件。

為了減小本身的損耗，提高效率，一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。導(dǎo)通時(shí)阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，而電流由外電路決定;阻斷時(shí)阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，而管子兩端的電壓由外電路決定，因?yàn)殡娏﹄娮悠骷膭討B(tài)特性(也就是開關(guān)特性)和參數(shù)也是很重要的。而模擬電子電路中，電子器件一般都工作在線性放大狀態(tài)，數(shù)字電子電路中，電子器件雖然也是工作在開關(guān)狀態(tài)，但是其目的卻是利用開關(guān)狀態(tài)表示不同的數(shù)字信息。

由信息電子電路來控制,而且需要驅(qū)動電路。

自身的功率損耗通常仍遠(yuǎn)大于信息電子器件，未來保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫度過高而損壞，不僅在器件封裝上比較講究散熱設(shè)計(jì)，同時(shí)在其工作時(shí)一般還需要安裝散熱器。

電力電子器件的功率損耗，一般分為通態(tài)損耗、斷態(tài)損耗、開關(guān)損耗(開通損耗和關(guān)斷損耗)。通態(tài)損耗是電力電子器件功率損耗的主要成因。當(dāng)器件的開關(guān)頻率較高時(shí)，開關(guān)損耗會隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素。

2應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成

電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般是由控制電路、驅(qū)動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。

3電力電子器件分類

按照能夠被控制電路信號所控制的程度：

半控型器件

器件的關(guān)斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。主要是指晶閘管(Thyristor)及其大部分派生器件。

全控型器件

通過控制信號既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷。目前最常用的是IGBT和Power MOSFET。

不可控型器件

不能用控制信號來控制其通斷。電力二極管(Power Diode)

按照驅(qū)動信號的性質(zhì)：

電流驅(qū)動型

通過從控制端注入或者抽出電流來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。

電壓驅(qū)動型

僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。

按照驅(qū)動信號的波形(電力二極管除外)：

脈沖觸發(fā)型

通過在控制端施加一個(gè)電壓或電流的脈沖信號來實(shí)現(xiàn)器件的開通或者關(guān)斷的控制。

電平控制型

必須通過持續(xù)在控制端和公共端之間施加一定電平的電壓或電流信號來使器件開通并維持在導(dǎo)通狀態(tài)或者關(guān)斷并維持在阻斷狀態(tài)。

按照載流子參與導(dǎo)電的情況：

單極型器件

由一種載流子參與導(dǎo)電。

雙極型器件

由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電。

復(fù)合型器件

由單極型器件和雙極型器件集成混合而成， 也稱混合型器件。

主要講述了一下電力電子器件的相關(guān)概念以及分類，涉及到的各種器件，后續(xù)我們會一個(gè)個(gè)來講，同時(shí)也會慢慢對它們所涉及到的應(yīng)用進(jìn)行敘述。