合腮工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教纽 1.2电力电子技术的发展史 ◇最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管 ◇晶闸管因电气性能和控制性能优越,很快取代了水银整流器 和旋转变流机组,且其应用范围也迅速扩大。电化学工业、 铁道电气机车、钢铁工业(轧钢用电气传动、感应加热等)、 电力工业(直流输电、无功补偿等)的迅速发展也有力地推 动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就是由于晶 闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的 ◇晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的 器件,因而属于半控型器件 ◇对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式 ◇晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现 Helei lleaiverdaty of 7echnatogw
1.2 电力电子技术的发展史 ❖ 最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管 ❖ 晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器 和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。电化学工业、 铁道电气机车、钢铁工业（轧钢用电气传动、感应加热等）、 电力工业（直流输电、无功补偿等）的迅速发展也有力地推 动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就是由于晶 闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的 ❖ 晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的 器件，因而属于半控型器件 ❖ 对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式 ❖ 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现
合腮工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教纽 1.2电力电子技术的发展史 >80年代后期开始:复合型器件 ◇以绝缘栅极双极型晶体管( Insulated- Gate Bipolar Transistor Igbt)为代表,IGBT是电力场效应管 ( MOSFET)和双极结型晶体管( Bipolar Junction Transistor=BIT)的复合。它集 MOSFET的驱动功率小 开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点 于一身,性能十分优越,使之成为现代电力电子技术的 主导器件。与IGBT相对应,MoS控制晶闸管(MOS Controlled transistor-MCT)和集成门极换流晶闸管 Intelligent Gate-Commutated Thyristor-IGCT) S 都是 MOSFET和GT0的复合,它们也综合了 MOSFET和GT两 种器件的优点。 Helei lleaiverdaty of 7echnatogw
1.2 电力电子技术的发展史 ➢ 80年代后期开始：复合型器件 ❖以绝缘栅极双极型晶体管（Insulated －Gate Bipolar Transistor － IGBT ） 为代表 ,IGBT 是 电 力 场 效 应 管 （MOSFET）和双极结 型晶 体管 （ Bipolar Junction Transistor－BJT）的复合。它集MOSFET的驱动功率小、 开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点 于一身，性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的 主导器件 。 与 IGBT 相对应 ， MOS 控制晶闸管 （ MOS Controlled Transistor－MCT）和集成门极换流晶闸管 （Intelligent Gate-Commutated Thyristor－IGCT）等 都是MOSFET和GTO的复合，它们也综合了MOSFET和GTO两 种器件的优点
合腮工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教纽 12电力电子披术的发展史 令功率模块( Power Module):为了使电力电子装置的 结构紧凑、体积减小,常常把若干个电力电子器件及 必要的辅助元件做成模块的形式,这给应用带来 很大的方便。 令功率集成电路( Power Integrated Circuit=PIC): 把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构 成功率集成电路(PIC)。目前其功率都还较小,但 代表了电力电子技术发展的一个重要方向 智能功率模块( Intelligent Power Module=IPM) 则专指IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路的单片 集成,也称智能IGBT( Intelligent IGBT)。 Helei lleaiverdaty of 7echnatogw
1.2 电力电子技术的发展史 ❖功率模块（Power Module）：为了使电力电子装置的 结构紧凑、体积减小，常常把若干个电力电子器件及 必要的辅助元件 做成模块的形式，这给应用带来了 很大的方便。 ❖功率集成电路（Power Integrated Circuit－PIC）： 把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构 成功率集成电路（PIC）。目前其功率都还较小，但 代 表了电力电子技术发展的一个重要方向 。 ❖智能功率模块（Intelligent Power Module－IPM） 则专指IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路的单片 集成，也称智能IGBT（Intelligent IGBT）
合腮工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教纽 12电力电子披术的发展史 高压集成电路( High voltage integrated Circuit-HVIC):一般指横向高压器件与逻辑 或模拟控制电路的单片集成 智能功率集成电路( Smart Power Integrated Circuit-SPIC):一般指纵向功率器件与逻辑或 模拟控制电路的单片集成 Helei lleaiverdaty of 7echnatogw
1.2 电力电子技术的发展史 ❖高压集成电路（High Voltage Integrated Circuit－HVIC）：一般指横向高压器件与逻辑 或模拟控制电路的单片集成。 ❖智能功率集成电路（Smart Power Integrated Circuit－SPIC）：一般指纵向功率器件与逻辑或 模拟控制电路的单片集成
合腮工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教纽 13电力电子技术的应用 1)一般工业 直流电动机( DC Electromotor)有良好的调速性能,给其供电的可 控整流电源( Controlled Rectifying Power Supply)或直流斩波电 源( DC Chopping Power Supply)都是电力电子装置 近年来电力电子变频技术( Frequency Inversion Technique)的迅 速发展,使交流电机( AC Electromotor)的调速性能可与直流电机 媲美,交流调速技术( AC Speed Control Technique)大量应用并占 据主导地位。几百W到数千kW的变频调速装置,软起动装置等 电化学工业大量使用直流电源( DC Power Supply),电解铝、电解 食盐水等都电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加 热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合需要大容量整流电源。电 镀装置也需要整流电源( Rectifying Power Supply) Helei lleaiverdaty of 7echnatogw
1.3 电力电子技术的应用 1) 一般工业 ➢ 直流电动机（DC Electromotor）有良好的调速性能，给其供电的可 控整流电源（Controlled Rectifying Power Supply）或直流斩波电 源（DC Chopping Power Supply）都是电力电子装置 ➢ 近年来电力电子变频技术（Frequency Inversion Technique）的迅 速发展，使交流电机（AC Electromotor）的调速性能可与直流电机 媲美，交流调速技术（AC Speed Control Technique）大量应用并占 据主导地位。几百W到数千kW的变频调速装置，软起动装置等 ➢ 电化学工业大量使用直流电源（DC Power Supply），电解铝、电解 食盐水等都电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加 热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合需要大容量整流电源。电 镀装置也需要整流电源（Rectifying Power Supply）