IGBT元件,如IR公司的600V、30A、工作频率为150kHz的产品, Mitel公司的1200V、 40A、工作频率75kHz的产品,已有取代 MOSFET的趋势。在GB模块化方面,已有把驱 动与保护都集成在一块的智能模块(PM),还有将整流和逆变器集在一块的功率集成模 块(PM)。电力半导体器件的发展,自然助进了电力电子装置的发展与更新换代。 (二)电力电于电路及装置 采用半导体器件实现电能的控制与变换,其功率范围从数十瓦到数千瓦。例如家用电 器和调光台灯,功率一般都是数十瓦到数百瓦;电动汽车和电车等功率一般是几十千瓦到 数百千瓦;轧钢机和高压直流输电等,功率一般是数千千瓦以上。 电力电子电路及装置是电力电子学的主体。电力电子电路及装置通常被叫做变换器 ( Converter),按照电能变换功能可分为如下几类 (1)DC→DC变换器:可改变电压幅值的大小,实现直流对直流的变换,一般叫做斩 波器( Chopper)。 (2)AC→DC变换器:可改变电压和频率,实现从交流到直流的变换,一般叫做整流 ( Rectifier) (3)AC→AC变换器:可改变电压和频率,实现从交流到交流的变换,一般叫做周期 变换器( Cycle converter)。 4)DC→AC变换器:可改变电压和频率,实现从直流到交流的变换,一般叫做逆变 器( inverter)。 (5)AC→DC→AC变换器:这是一个复杂的而又最常用的电力电子变换系统,是由整 流器和逆变器构成的,中间有一个直流环节。在电力系统中,它是一个典型的高压直流输 电系统。在交流调速中,它是典型的变压变频变换器( VVVF Converter),其输出频率的变 化范围很广 除了上述典型的变换器外,还有由这些变换器组合起来的电力电子变换器,如不停电 电源(AC→DC→AC)和开关电源(AC→DC→DC)等。 电力电子器件和电力电子电路相互之间的依赖关系很密切。新器件的出现会促使电路 达到新的水平,新的电路设计又反过来对器件提出新的要求。随着电力电子器件的功率 化、高速化,电力电子电路的容量水平和频率范围不断提高,电能变换的性能也越来越 好。 (三)电力电子电路的控制系统 电能的控制与变换是通过变换频率、变换电压来满足各种不同应用的要求。为了实现 这一目的,电力电子电路就离不开各式各样的模拟控制、检测反馈等信息处理与信号控制 系统。 同一电力电子电路,由于控制水平的提高,可以使电路达到更为完善的性能水平。脉 冲宽度调制(即PWM)技术对直流调速、交流调速、开关电源的影响便是一个明显的例 子。最近出现的有源功率因数校正技术,采用电压电流波形跟踪、输出电压反馈和电压前 馈控制,能使普通整流器的功率因数从0.5提高到0.99以上,变成了无谐波污染的“绿 色”用电装置。所以新的控制方式的研究和新的控制工具的使用是电力电子学的重要内