电力电子器件的概念及分类

1概念和特征

电力电子器件(Power Electronic Device)是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类，目前往往专指电力半导体器件。目前电力半导体器件所使用的材料仍然以硅为主，当然，随着技术的发展更高性能的半导体材料也逐渐被应用，如碳化硅(SiC)，砷化镓(GaN)等。

由于电力电子器件直接用于处理电能的主电路，所以相对于处理信息的电子器件有如下特征：

所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，一般都远大于 处理信息的电子器件。

为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。导通时阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定;阻断时阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端的电压由外电路决定，因为电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和参数也是很重要的。而模拟电子电路中，电子器件一般都工作在线性放大状态，数字电子电路中，电子器件虽然也是工作在开关状态，但是其目的却是利用开关状态表示不同的数字信息。

由信息电子电路来控制,而且需要驱动电路。

自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，未来保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上比较讲究散热设计，同时在其工作时一般还需要安装散热器。

电力电子器件的功率损耗，一般分为通态损耗、断态损耗、开关损耗(开通损耗和关断损耗)。通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

2应用电力电子器件的系统组成

电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。

3电力电子器件分类

按照能够被控制电路信号所控制的程度：

半控型器件

器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。主要是指晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件。

全控型器件

通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。目前最常用的是IGBT和Power MOSFET。

不可控型器件

不能用控制信号来控制其通断。电力二极管(Power Diode)

按照驱动信号的性质：

电流驱动型

通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。

电压驱动型

仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

按照驱动信号的波形(电力二极管除外)：

脉冲触发型

通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。

电平控制型

必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。

按照载流子参与导电的情况：

单极型器件

由一种载流子参与导电。

双极型器件

由电子和空穴两种载流子参与导电。

复合型器件

由单极型器件和双极型器件集成混合而成， 也称混合型器件。

主要讲述了一下电力电子器件的相关概念以及分类，涉及到的各种器件，后续我们会一个个来讲，同时也会慢慢对它们所涉及到的应用进行叙述。