电力电子器件是如何定义和分类的同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么

电力电子器件（Power Electronic Device）又称为功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）。

1、按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类：半控型器件，例如晶闸管；全控型器件，例如GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管），Power MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）；不可控器件，例如电力二极管。

2、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类：电压驱动型器件，例如IGBT、Power MOSFET、SITH（静电感应晶闸管）；电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR。

3、根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类：脉冲触发型，例如晶闸管、GTO；电子控制型，例如GTR、PowerMOSFET、IGBT。

4、按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：双极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR；单极型器件，例如PowerMOSFET、SIT、肖特基势垒二极管；复合型器件，例如MCT（MOS控制晶闸管）、IGBT、SITH和IGCT。

特点：

电力二极管：结构和原理简单，工作可靠。

晶闸管：承受电压和电流容量在所有器件中最高。

IGBT：开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小；缺点：开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTO。

GTR：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低；缺点：开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题。

GTO：电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强。

电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低。

电力MOSFET：开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题；缺点：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

制约因素：耐压，电流容量，开关的速度。

扩展资料

1、随着电力电子技术应用的不断发展，对电力电子器件性能指标和可靠性的要求也日益苛刻。具体而言，要求电力电子器件具有更大的电流密度、更高的工作温度、更强的散热能力、更高的工作电压、更低的通态压降、更快的开关时间，而对于航天和军事应用，还要求有更强的抗辐射能力和抗振动冲击能力。

特别是航天、航空、舰船、输变电、机车、装甲车辆等使用条件恶劣的应用领域，以上要求更为迫切。

2、未来几年中，尽管以硅为半导体材料的双极功率器件和场控功率器件已趋于成熟，但是各种新结构和新工艺的引入，仍可使其性能得到进一步提高和改善，Coolmos、各种改进型IGBT和IGCT均有相当的生命力和竞争力。

3、电力电子器件的智能化应用也在不断研究中取得了实质成果。一些国外制造企业已经开发出了相应的IPM智能化功率模块，结构简单、功能齐全、运行可靠性高，并具有自诊断和保护的功能。

4、新型高频器件碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)器件正在迅速发展，一些器件有望在不远的将来实现商品化，总部位于美国北卡罗来纳的CREE公司已经实现商用的SiC二极管和MOSFET。

但由于材料和制造工艺方面的问题，还需要大量的研究投入和时间才能逐步解决，北卡州立大学的FREEDM中心正在对此技术进行研究 。

参考资料来源：百度百科-电力电子

参考资料来源：百度百科-电力电子器件

电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制与转换领域。半导体整流控制、半导体硅整的小型化等的出现，产生一个新的电力电子应用领域。半导体硅整流、汞弧整流器应用于控制电源，但是这样的整流回路只是工业电子的一部分，对于汞弧整流器应用范围而言是有局限的。半导体硅整流的应用涉及很多领域，如汽车、电站、航空电子、高频变频器等。

不一样。

1、内容不同

电工电子技术：是电路分析、模拟电路技术、数字电路技术三门课程的简化综合版。主要介绍电路的基本概念、基本定律及分析方法； 电路的暂态分析； 单相正弦交流电路； 三相电路。

电力电子技术：分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。

2、从业者不同

电工电子技术：主要针对非电专业从业者或者高等职业技术类从业者。电力电子技术：主要针对电专业从业者，尤其是功率电路相关从业者。

3、层次不同

电子技术：是一门在电工和电子技术方面入门性质的技术基础课程，它不仅是高职高专院校电类专业必修的技术基础课，同时也日渐成为高职高专院校机械类专业等许多专业的必修课程。

电力电子技术：是电专业的进阶课程，现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。

电力电子技术主要应用（根据适用场合分类）：

石油、煤炭等开采行业电控设备：

主要设备，晶闸管直流电动机系统；变频器和交流调速系统。

市场前景，石油、煤炭等不可再生资源逐渐减少，但是我猜测未来几十年内还会继续。只要需要挖石油、挖煤、挖金子就有电力电子技术的市场。

2电动汽车领域：

主要设备，一是本身电动汽车上的设备（控制器等），二是充电桩，三是测试系统。

市场前景，由于中国政府大力支持，目前电动汽车市场颇为看好。

对用电要求较高的场合，例如银行、证券交易所的计算机系统；网络服务器、路由器等关键设备；各种医疗设备；办公自动化设备；工厂自动化机器。

主要设备，UPS（不间断电源）。

市场前景，已经成熟，应该在后面几十年内继续保持稳定增长。

《电力电子技术》是我国唯一的国家级电力电子刊物，也是电力电子学会会刊，面向国内外公开发行。创刊于1967年，经过长期发展，已成为我国电力电子领域里，集理论与应用于一体，具有较高知名度的权威性刊物，它对我国电力电子技术发展起到至关重要的传播、引导与推广作用。被国家定为"中文核心期刊"和"学位与研究生教育中文重要期刊"。

1、学习内容不同

电工电子技术：是电路分析、模拟电路技术、数字电路技术三门课程的简化综合版。

主要介绍电路的基本概念、基本定律及分析方法；电路的暂态分析；单相正弦交流电路；三相电路；半导体基础知识；晶体管及基本放大电路；集成运算放大器及应用； 数字逻辑电路基础；逻辑代数与逻辑函数；组合逻辑电路以及时序逻辑电路。

电力电子技术：分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。研究内容为各种电能变换电路，如交交变换，交直变换，直直变换，直交变换电路。除了介绍常用变换电路外，还有电路的原理分析，相关控制技术等原理性内容。

2、针对群体不同

电工电子技术：主要针对非电专业从业者或者高等职业技术类从业者。

电力电子技术：主要针对电专业从业者，尤其是功率电路相关从业者。

3、层次不同

电工电子技术：是一门在电工和电子技术方面入门性质的技术基础课程，它不仅是高职高专院校电类专业必修的技术基础课，同时也日渐成为高职高专院校机械类专业等许多专业的必修课程。

电力电子技术：是电专业的进阶课程，现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。

扩展资料：

电力电子技术的作用

1、优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

2、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。

3、电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。

4、电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

参考资料来源：百度百科-电工电子技术

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第1章电力电子器件

1电力电子器件一般工作在开关状态。

2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

3电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。

4按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型器件双极型器件、复合型器件三类。

5电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受反相电压截止

6电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管 肖特基二极管

7 肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。

8晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止

9对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I在数值大小上有大于H

10晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，udsm大于Ubo

11逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联（如何连接在同一管芯上的功率集成器件。12GTO的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13  MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区前者的非饱和区对应后者的饱和区

14电力 MOSFET的通态电阻具有正温度系数。

15IGBT的开启电压UGE（th）随温度升高而略有下隆，开关速度小于电力 MOSFET16按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。

17GBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。

18在如下器件:电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力 MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO、GTR、电力 MOSFET MOSFET属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、GTO、GTR，属于复合型电力电子器件得有 IGBT一；在可控的器件中，容量最大的是晶闸管，工作频率最高的是电力 MOSFET，属于电压驱动的是电力 MOSFET、IGBT，属于电流驱动的是晶闸管、GTO、GTR

第2章整流电路

1电阻负载的特点是电压和电流成正比且波形相同，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°。

2阻感负载的特点是流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°，其承受的最大正反向电压均为_√2U2，续流二极管承受的最大反向电压为_√2U（设U2为相电压有效值）

3单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，a角移相范围为0-180单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_√2U22_和带阻感负载时，a角移相范围为0-90°，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为√2U和√2U2-；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

4单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a大于不导电角b时，晶闸管的导通角＝pai-a-b；当控制角a小于不导电角8，晶闸管的导通角＝π-2

5电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于√2U2，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-150°，使负载电流连续的条件为a≤30°（U2为相电压有效值

6三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°，当它带阻感负载时，a的移相范围为0-90°。

7三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路a角的移相范围0-120°，u波形连续的条件是_a≤60°_。

8对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值_下降。

9电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为√2U2，随负载加重Ud逐渐趋近于09U2，通常设计时应取RC≥15-25T，此时输出电压为Ud≈_12U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期）

10电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id断续和连续的临界条件是

wRC＝√3_，电路中的二极管承受的最大反向电压为√6U2。

11实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当a从0°～90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而增大，当a从90°～180°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而减小。

12逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路；对于单相全波电路，当控制角0＜a＜pai/2时，电路工作在整流状π/2＜a＜pai时，电路工作在逆变状态。

13在整流电路中，能够实现有源逆变的有单相全波、三相桥式整流电路等可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是有直流电动势，其性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压和晶闸管的控制角a>90°，使输出平均电压U为负值。

14晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，电流连续时，电动机的机械特性为一组平行的线，当电流断续时，电动机的理想空载转速将抬高，随a的增加，进入断续区的电流加大。

15直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行当其处于第一象限时，电动机作电动运行，电动机正转，正组桥工作在整流状态；当其处于第四象限时，电动正组桥工作在逆变状态。

16大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即脉冲的形成与放大、锯齿波的形成与脉冲相和同步环节。

第3章直流斩波电路

1直流斩波电路完成得是直流到直流的变换。

2直流斩波电路中最基本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波电路。

3折波电路有三种控制方式:脉冲宽度调制（Pwm）、频率调制和（ton和T都可调，改变占空比混合型。

4升压斩波电路的典型应用有直流电动机传动和单相功率因数校正等。

5升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_05＜a＜1（a为导通比）

6CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有升压斩波电路、斩波电路和Zeta斩波电路。

7Sepic Sepic斩波电路的电源电流和负载电流均连续，Zet斩波电路的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为正极性的。

8斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第1象限，升压斩波电路能使电动机工作于第2象限，电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限

9桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第1、2、3、4象限

10复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个升压斩波电路和一个降压新波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个基本斩波电路并联

第4章交流一交流电力变换电路

1改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。

2单相调压电路带电阻负载，其导通控制角a的移相范围为0-180°，随a的增大，Uo降低，功率因数λ降低。

3单相交流调压电路带阻感负载，当控制角a＜（＝arctan（wL/r））时，VT1的导通时间逐渐缩短，VT2的导通时间逐渐延长。

4根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角a的移相范围为90-180°，线电流中所含谐波的次数为6k±1。

5晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是:该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压相等。

6把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路。

7单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电流方向和输出电压方向是否相同决定的。

8当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50H时单相交交变频电路的输出上限频率约为20Hz

9三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式

10矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全控器件；控制方式是斩控方式

1、请在空格内标出下面元件的简称:电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO功率场效应晶体管 MOSFET；IGBT是；绝缘栅双极型晶体管IGBT是MOSFET和GTR的复合管。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。

答：它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅。

电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术(整流,逆变,斩波，变频，变相等)两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。

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