电力电子器件的损耗包括哪些

电力电子器件的损耗包括哪些

电力电子器件的损耗主要包括有开通、关断、通态损耗。 在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。另外，si的二极管有反向恢复损耗，sic SBD没有二极管的反向恢复损耗。在zvs的时候没有开通损耗，zcs的时候没有关断损耗。其中一般的器件来说关断损耗最大，通态损耗其次，开通损耗最小，这个是由于关断慢时间长，开通快，IV积分损耗小，通态损耗为rds，on和电流的平方，随温度变化会增大。 电力电子器件工作在开关状态损耗就小是相对而言的，开关状态的晶体管饱和导通，压降很小，耗电也就很小。放大状态的晶体管压降很高，耗电也就很多。开关的消耗远远大于接触器，但是它的开关速度很快。

电力电子器件的冷却方式

电力电子器件工作时的功率损耗会引起电力电子器件发热、升温，而器件温度过高将缩短器件寿命，甚至烧毁器件。这是限制电力电子器件电流电压容量的主要原因。为此必须考虑电力电子器件的冷却问题，保证器件在额定温度以下正常工作。电力电子器件的损耗可分为4种：①通态损耗。由导通状态下流过的电流和器件上的电压降产生的功率损耗。②阻断态损耗。由阻断状态下器件承受的电压和流过器件的漏电流产生的功率损耗。③开关损耗。由器件开通和关断期间产生的功率损耗。④控制极损耗。由控制极的电流、电压引起的功率损耗。

原理介绍如下：

电力电子器件工作时产生的热量通过散热器散发到冷却介质中。为了保证器件温升不超过额定值，使用中除要按器件要求配用合适的散热器外，还应使电力电子器件和散热器之间有良好的导热性能。通常在器件和散热器的接触面上涂以适量硅脂，并维持器件和散热器间一定的压力，以保证器件到散热器具有良好的导热性。

电力电子器件常用的冷却方式有自冷式、风冷式、液体冷却式（包括油冷式和水冷式）和蒸发冷却式等。①自冷式：电力电子器件和散热器依靠周围空气的自然对流和热辐射来散热。因此散热器的制造、安装、使用方便，但散热效果差，所以一般仅用于电流容量较小的电力电子器件。②风冷式：电力电子器件和散热器依靠流动的冷空气来散热。冷空气由专门的风扇或鼓风机通过一定的风道供给。风冷式散热效果比自冷式好，使用和维护也比较方便，适用于中等容量和大容量的电力电子器件。缺点是有噪声，并且当容量较大时，散热器的体积、重量都很大。③油冷式：通常采用变压器油作为冷却介质。分为油浸冷却和油管冷却两种。冷却效果好，能防止外界尘埃，散热器几乎不用维修，但体积和重量较大。④水冷式：用水作冷却介质，散热效果好，散热器体积小。大容量电力电子器件如果有条件，以采用水冷方式为好。但是，水冷式需要循环供水系统，对水质要求也较高，常用于电解电镀电源和中频感应加热电源等现场有供水系统的场合。⑤蒸发冷却式：利用液体沸腾蒸发时吸收热量的原理将器件产生的热量传递到散热面。冷却介质常采用氟里昂等低沸点低腐蚀性液体。热管散热器即属蒸发冷却式。这种方式散热效果好，散热器体积小、重量轻，是一种较好的冷却方式。但散热器结构复杂，工艺要求高。

按冷却介质的循环情况，冷却方式又可分为开启式和封闭式。封闭式指冷却介质（油、空气、水等）形成封闭的循环系统，工作时冷却介质的温升通过另一个散热装置降低。这种系统可防止外界尘埃进入，避免冷却介质氧化变质。

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