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常用电子元器件电气图形符号、型号命名法及主要技术参数参考资料

第六章常用电子元器件参考资料第一节部分电气图形符号

一．电阻器、电容器、电感器和变压器

248

二．半导体管

三．其它电气图形符号

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第二节常用电子元器件型号命名法及主要技术参数一．电阻器和电位器

1．电阻器和电位器的型号命名方法

示例：

(1)精密金属膜电阻器

R J7 3

第四部分：序号

第三部分：类别（精密）

第二部分：材料（金属膜）

第一部分：主称（电阻器）

(2) 多圈线绕电位器

W X D 3

第四部分：序号

第三部分：类别（多圈）

第二部分：材料（线绕）

第一部分：主称（电位器）

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2．电阻器的主要技术指标

(1) 额定功率

电阻器在电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率称为电阻器的额定功率。电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一定要消耗的功率，而是电阻器在电路工作中所允许消耗的最大功率。不同类型的电阻具有不同系列的额定功率，如表2所示。

(2) 标称阻值

阻值是电阻的主要参数之一，不同类型的电阻，阻值范围不同，不同精度的电阻其阻值系列亦不同。根据国家标准，常用的标称电阻值系列如表3所示。E24、E12和E6系列也适用于电位器和电容器。

(3) 允许误差等级

3．电阻器的标志内容及方法

(1)文字符号直标法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，额定功率、允许误差等级等。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，其文字符号所表示的单位如表5所示。如1R5表示1.5Ω，2K7表示2.7kΩ，

表５

251

例如：

RJ71－0.125－5k1－II

允许误差±10%

标称阻值(5.1kΩ)

额定功率1/8W

型号

由标号可知，它是精密金属膜电阻器，额定功率为1/8W，标称阻值为5.1kΩ，允许误差为±10%。

(2)色标法：色标法是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色（色环或色点）标注在它的外表面上。色标电阻（色环电阻）器可分为三环、四环、五环三种标法。其含义如图1和图2所示。

标称值第一位有效数字

标称值第二位有效数字

标称值有效数字后0的个数

允许误差

图1 两位有效数字阻值的色环表示法

三色环电阻器的色环表示标称电阻值（允许误差均为±20%）。例如，色环为棕黑红，表示10?102＝1.0kΩ±20%的电阻器。

四色环电阻器的色环表示标称值（二位有效数字）及精度。例如，色环为棕绿橙金表示15?103＝15kΩ±5%的电阻器。

五色环电阻器的色环表示标称值（三位有效数字）及精度。例如，色环为红紫绿黄棕表示275?104＝2.75MΩ±1%的电阻器。

252

一般四色环和五色环电阻器表示允许误差的色环的特点是该环离其它环的距离较远。较标准的表示应是表示允许误差的色环的宽度是其它色环的（1.5~2）倍。

有些色环电阻器由于厂家生产不规范，无法用上面的特征判断，这时只能借助万用表判断。

标称值第一位有效数字

标称值第二位有效数字

标称值第三位有效数字

标称值有效数字后0的个数

允许误差

图2 三位有效数字阻值的色环表示法

4．电位器的主要技术指标

(1) 额定功率

电位器的两个固定端上允许耗散的最大功率为电位器的额定功率。使用中应注意额定功率不等于中心抽头与固定端的功率。

(2) 标称阻值

标在产品上的名义阻值，其系列与电阻的系列类似。

(3) 允许误差等级

实测阻值与标称阻值误差范围根据不同精度等级可允许±20%、±10%、±5%、±2%、±1%的误差。精密电位器的精度可达±0.1%。

(4) 阻值变化规律

指阻值随滑动片触点旋转角度（或滑动行程）之间的变化关系，这种变化关系可以是任何函数形式，常用的有直线式、对数式和反转对数式（指数式）。

253

在使用中，直线式电位器适合于作分压器；反转对数式（指数式）电位器适合于作收音机、录音机、电唱机、电视机中的音量控制器。维修时若找不到同类品，可用直线式代替，但不宜用对数式代替。对数式电位器只适合于作音调控制等。

5．电位器的一般标志方法

WT－2 3.3k ±10%

允许误差±10%

标称阻值3.3kΩ

额定功率2W

碳膜电位器

WX－1 510ΩJ

允许误差±5%

标称阻值510Ω

额定功率1W

线绕电位器

二．电容器

1．电容器型号命名法

表6电容器型号命名法

示例：

(1) 铝电解电容器

254

255

C D 1 1

第四部分：序号

第三部分：特征分类（箔式）第二部分：材料（铝）第一部分：主称（电容器） (2) 圆片形瓷介电容器

C C 1－1

第四部分：序号

第三部分：特征分类（圆片）第二部分：材料（瓷介质）第一部分：主称（电容器） (3)纸介金属膜电容器

C Z J X

第四部分：序号

第三部分：特征分类（金属膜）第二部分：材料（纸介）第一部分：主称（电容器） 2．电容器的主要技术指标

(1) 电容器的耐压：常用固定式电容的直流工作电压系列为：6.3V ，10V ，16V ，25V ，40V ，63V ，100V ，160V ，250V ，400V 。

(2) 电容器容许误差等级：常见的有七个等级如表7所示。

(3) 标称电容量：

表8 固定式电容器标称容量系列和容许误差

注：标称电容量为表中数值或表中数值再乘以10，其中n 为正整数或负整数，单位为pF 。

3．电容器的标志方法

(1) 直标法容量单位：F （法拉）、μF （微法）、nF （纳法）、pF （皮法或微微法）。 1法拉=610微法=1210微微法， 1微法=310纳法=610微微法 1纳法=310微微法

例如：4n7 表示4.7nF 或4700pF ，0.22 表示0.22μF ，51 表示51pF 。有时用大于1的两位以上的数字表示单位为pF 的电容，例如101表示100 pF ；用小于1的数字表示单位为μF 的电容，例如0.1表示0.1μF 。

256

(2) 数码表示法一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF 。前两位为有效数字，后一位表示位率。即乘以10i ，i 为第三位数字，若第三位数字9，则乘10-1。如223J 代表22?103pF ＝22000pF ＝0.22μF ，允许误差为±5%；又如479K 代表47?10-1pF ，允许误差为±5%的电容。这种表示方法最为常见。

（3）色码表示法这种表示法与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线排列。色码一般只有三种颜色，前两环为有效数字，第三环为位率，单位为pF 。有时色环较宽，如红红橙，两个红色环涂成一个宽的，表示22000pF 。

三．电感器

1．电感器的分类

常用的电感器有固定电感器、微调电感器、色码电感器等。变压器、阻流圈、振荡线圈、偏转线圈、天线线圈、中周、继电器以及延迟线和磁头等，都属电感器种类。

2．电感器的主要技术指标 (1) 电感量:

在没有非线性导磁物质存在的条件下，一个载流线圈的磁通量与线圈中的电流成正比其比例常数称为自感系数，用L 表示，简称为电感。即：

I L ?

式中：?＝磁通量 I ＝电流强度

(2) 固有电容：线圈各层、各匝之间、绕组与底板之间都存在着分布电容。统称为电感器的固有电容。

(3) 品质因数：

电感线圈的品质因数定义为：

R L

Q ω=

式中：ω－工作角频率，L －线圈电感量，R －线圈的总损耗电阻 (4) 额定电流：线圈中允许通过的最大电流。 (5) 线圈的损耗电阻：线圈的直流损耗电阻。 2．电感器电感量的标志方法

(1) 直标法。单位H （亨利）、mH （毫亨）、μH （微亨）、 (2) 数码表示法。方法与电容器的表示方法相同。

(3) 色码表示法。这种表示法也与电阻器的色标法相似，色码一般有四种颜色，前两种颜色为有效数字，第三种颜色为倍率，单位为μH ，第四种颜色是误差位。

四．半导体分立器件

1．半导体分立器件的命名方法

（1）我国半导体分立器件的命名法

例：

1) 锗材料PNP型低频大功率三极管：2) 硅材料NPN型高频小功率三极管：

3A D50C3D G201 B

规格号规格号

序号序号

低频大功率低频大功率

PNP型、锗材料PNP型、锗材料

三极管三极管

3) N型硅材料稳压二极管：4) 单结晶体管：

2C W51B T3 3 E

序号规格号

稳压管耗散功率

N型、硅材料三个电极

二极管特种管

半导体（2）国际电子联合会半导体器件命名法

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表10 国际电子联合会半导体器件型号命名法

示例（命名）：

A F239S

AF239型某一参数的S档

普通用登记序号

高频小功率三极管

锗材料

国际电子联合会晶体管型号命名法的特点：

1) 这种命名法被欧洲许多国家采用。因此，凡型号以两个字母开头，并且第一个字母是A，B，C，D或R的晶体管，大都是欧洲制造的产品，或是按欧洲某一厂家专利生产的产品。

2) 第一个字母表示材料（A表示锗管，B表示硅管），但不表示极性（NPN型或PNP 型）。

3) 第二个字母表示器件的类别和主要特点。如C表示低频小功率管，D表示低频大功率管，F表示高频小功率管，L表示高频大功率管等等。若记住了这些字母的意义，不查手册也可以判断出类别。例如，BL49型，一见便知是硅大功率专用三极管。

4) 第三部分表示登记顺序号。三位数字者为通用品；一个字母加两位数字者为专用品，顺序号相邻的两个型号的特性可能相差很大。例如，AC184为PNP型，而AC185则为NPN 型。

5) 第四部分字母表示同一型号的某一参数（如h FE或N F）进行分档。

6) 型号中的符号均不反映器件的极性（指NPN或PNP）。极性的确定需查阅手册或测量。

(3) 美国半导体器件型号命名法

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美国晶体管或其它半导体器件的型号命名法较混乱。这里介绍的是美国晶体管标准型号命名法，即美国电子工业协会（EIA）规定的晶体管分立器件型号的命名法。如表11所示。

例：

1) JAN2N29042) 1N4001

JAN2N2904 1N4001

EIA登记序号EIA登记序号

EIA注册标志EIA注册标志

三极管二极管

军用品

美国晶体管型号命名法的特点：

1) 型号命名法规定较早，又未作过改进，型号内容很不完备。例如，对于材料、极性、主要特性和类型，在型号中不能反映出来。例如，2N开头的既可能是一般晶体管，也可能是场效应管。因此，仍有一些厂家按自己规定的型号命名法命名。

2) 组成型号的第一部分是前缀，第五部分是后缀，中间的三部分为型号的基本部分。

3) 除去前缀以外，凡型号以1N、2N或3N 开头的晶体管分立器件，大都是美国制

造的，或按美国专利在其它国家制造的产品。

4) 第四部分数字只表示登记序号，而不含其它意义。因此，序号相邻的两器件可能特性相差很大。例如，2N3464为硅NPN，高频大功率管，而2N3465为N沟道场效应管。

5) 不同厂家生产的性能基本一致的器件，都使用同一个登记号。同一型号中某些参数的差异常用后缀字母表示。因此，型号相同的器件可以通用。

6) 登记序号数大的通常是近期产品。

(4) 日本半导体器件型号命名法

日本半导体分立器件（包括晶体管）或其它国家按日本专利生产的这类器件，都是按日本工业标准（JIS）规定的命名法（JIS－C－702）命名的。

日本半导体分立器件的型号，由五至七部分组成。通常只用到前五部分。前五部分符号及意义如表12所示。第六、七部分的符号及意义通常是各公司自行规定的。第六部分的符号表示特殊的用途及特性，其常用的符号有：

M－松下公司用来表示该器件符合日本防卫厅海上自卫队参谋部有关标准登记的产品。

N－松下公司用来表示该器件符合日本广播协会（NHK）有关标准的登记产品。

259

Z－松下公司用来表示专用通信用的可靠性高的器件。

H－日立公司用来表示专为通信用的可靠性高的器件。

K－日立公司用来表示专为通信用的塑料外壳的可靠性高的器件。

T－日立公司用来表示收发报机用的推荐产品。

G－东芝公司用来表示专为通信用的设备制造的器件。

S－三洋公司用来表示专为通信设备制造的器件。

第七部分的符号，常被用来作为器件某个参数的分档标志。例如，三菱公司常用R，G，Y等字母；日立公司常用A，B，C，D等字母，作为直流放大系数h FE的分档标志。

表12日本半导体器件型号命名法

示例：

1）2SC502A（日本收音机中常用的中频放大管）

2S C502 A

2SC502型的改进产品

日本电子工业协会登记顺序号

NPN型高频三极管

日本电子工业协会注册产品

三极管（两个PN结）

2）2SA495（日本夏普公司GF－9494收录机用小功率管）

2S A495

260

日本电子工业协会登记顺序号

PNP高频管

日本电子工业协会注册产品

三极管（两个PN结）

日本半导体器件型号命名法有如下特点：

1) 型号中的第一部分是数字，表示器件的类型和有效电极数。例如，用“1”表示二极管，用“2”表示三极管。而屏蔽用的接地电极不是有效电极。

2) 第二部分均为字母S，表示日本电子工业协会注册产品，而不表示材料和极性。

3) 第三部分表示极性和类型。例如用A表示PNP型高频管，用J表示P沟道场效应三极管。但是，第三部分既不表示材料，也不表示功率的大小。

4) 第四部分只表示在日本工业协会（EIAJ）注册登记的顺序号，并不反映器件的性能，顺序号相邻的两个器件的某一性能可能相差很远。例如，2SC2680型的最大额定耗散功率为200mW，而2SC2681的最大额定耗散功率为100W。但是，登记顺序号能反映产品时间的先后。登记顺序号的数字越大，越是近期产品。

5) 第六、七两部分的符号和意义各公司不完全相同。

6) 日本有些半导体分立器件的外壳上标记的型号，常采用简化标记的方法，即把2S省略。例如，2SD764，简化为D764，2SC502A简化为C502A。

7) 在低频管（2SB和2SD型）中，也有工作频率很高的管子。例如，2SD355的特征频率f T为100MHz，所以，它们也可当高频管用。

8) 日本通常把P cm≥1W的管子，称做大功率管。

2．常用半导体二极管的主要参数

3.常用整流桥的主要参数

表14几种单相桥式整流器的参数

4.常用稳压二极管的主要参数

表15部分稳压二极管的主要参数

262

5.常用半导体三极管的主要参数

(1) 3AX51(3AX31)型PNP型锗低频小功率三极管

（2）3AX81型PNP型锗低频小功率三极管

表17 3AX81型PNP型锗低频小功率三极管的参数

263

（3）3BX31型NPN型锗低频小功率三极管

(4)3DG100(3DG6) 型NPN型硅高频小功率三极管

表19 3DG100(3DG6) 型NPN型硅高频小功率三极管的参数

264

(5) 3DG130(3DG12) 型NPN型硅高频小功率三极管

(5)9011~9018塑封硅三极管

6．常用场效应管主要参数

五．模拟集成电路

1.模拟集成电路命名方法（国产）

266

267

例：

C F 741 C T

金属圆形封装 0 o ~ 70 o C 器件代号线性放大器中国国家标准

2．国外部分公司及产品代号

表24 国外部分公司及产品代号

3．部分模拟集成电路引脚排列

(1) 运算放大器，如图3所示： (2) 音频功率放大器，如图所示：抑抑正输调电自制制输

电出零源举纹空纹入空

源端端端端波脚波端脚

调负正负输电衬补补负空零输输电出源底偿偿反脚端入入源端地地端端馈

端端端端图3 图4

(3) 集成稳压器，如图所示：

常用电力电子器件特性测试

实验二：常用电力电子器件特性测试（一）实验目的（1）掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；（2）掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。（二）实验原理图1.MATLAB电力电子器件模型 MATLAB电力电子器件模型使用的是简化的宏模型，只要求器件的外特性与实际器件特性基本相符。MATLAB电力电子器件模型主要仿真了电力电子器件的开关特性，并且不同电力电子器件模型都具有类似的模型结构。模型中的电阻Ron和直流电压源Vf分别用来反映电力电子器件的导通电阻和导通时的门槛电压。串联电感限制了器件开关过程中的电流升降速度，模拟器件导通或关断时的动态过程。MATLAB电力电子器件模型一般都没有考虑器件关断时的漏电流。在MATLAB电力电子器件模型中已经并联了简单的RC串联缓冲电路，在参数表中设置，名称分别为Rs和Cs。更复杂的缓冲电路则需要另外建立。对于MOSFET模型还反并联了二极管，在使用中要注意，需要设置体内二极管的正向压降Vf和等效电阻Rd。对于GTO和IGBT需要设置电流下降时间Tf和电流拖尾时间Tt。 MATLAB的电力电子器件必须连接在电路中使用，也就是要有电流的回路，

但是器件的驱动仅仅是取决于门极信号的有无，没有电压型和电流型驱动的区别，也不需要形成驱动的回路。尽管模型与实际器件工作有差异，但使MATLAB电力电子器件模型与控制连接的时候很方便。MATLAB的电力电子器件模型中含有电感，因此具有电流源的性质，所以在模块参数中还包含了IC即初始电流项。此外也不能开路工作。含电力电子模型的电路或系统仿真时，仿真算法一般采用刚性积分算法，如ode23tb、ode15s。电力电子器件的模块上，一般都带有一个测量输出端口，通过输出端m可以观测器件的电压和电流。本实验将电力电子器件和负载电阻串联后接至直流电源的两端，给器件提供触发信号，使器件触发导通。（三）实验内容（1）在MATLAB/Simulink中构建仿真电路，设置相关参数。（2）改变器件和触发脉冲的参数设置，观察器件的导通情况及负载端电压、器件电流的变化情况。（四）实验过程与结果分析 1．仿真系统 Matlab平台 2．仿真参数（1）Thyristor参数设置：直流源和电阻参数：

电力电子器件应用指南

目录电力电子器件应用指南 (1) 晶闸管、二极管主要参数及其含义 (8) 晶闸管、二极管简易测试方法 (11) 中频感应加热电源常见故障与维修 (13) 水冷散热器的安装与使用 (20) 晶闸管水冷散热器重复使用中应注意的问题 (23) 电焊机用晶闸管模块的选择与应用 (25) 电力半导体器件用散热器选择及使用原则 (32) 风冷散热器的选配 (34) 高频晶闸管新特性 (36) 改进的晶闸管高di/dt性能 (39) 门极触发强度对晶闸管开通特性的影响 (42) 晶闸管串、并联配对选择及使用要求 (47) 晶闸管在低温条件下的使用 (52) 功率器件技术与电源技术的现状和发展 (53) 晶闸管保护电路 (60)

电力电子器件应用指南一、参数说明 1本手册参数表中所给出的数据，I TSM、I2t、dv/dt、di/dt指的是元件所能满足的最小值，Q r、V TM、V TO、r T指元件可满足(不超过)的最大值。 2通态平均电流额定值I TAV（I FAV） I TAV（I FAV）指在双面冷却条件下，在规定的散热器温度时，允许元件流过的最大正弦半波电流平均值。I TAV（I FAV）对应元件额定有效值I RMS=1.57 I TAV。实际使用中，若不能保证散热器温度低于规定值,或散热器与元件接触热阻远大于规定值，则元件应降额使用。 3晶闸管通态电流上升率di/dt 参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值。其对应不重复测试值为重复值的2倍以上，在使用过程中，必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重复值。 4晶闸管使用频率晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度t p，关断时间t q以及从关断后承受正压开始至其再次开通的时间t V决定。f max=1/（t q+t p+t V）。根据工作频率选取元件时必须保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔t H>t q，并留有一定的裕量。随着工作频率的升高，元件正向损耗E pf和反向恢复损耗E pr随之升高，元件通态电流须降额使用。二、元件的选择正确地选择晶闸管、整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义。元件的选择要综合考虑其使用环境、冷却方式、线路型式、负载性质等因素，在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性。由于电力电子器件的应用领域十分广泛，具体应用形式多种多样，下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路中的选择加以说明。

电力电子器件产业发展蓝皮书

电力电子器件产业发展蓝皮书（2016-2020年）中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟中国IGBT技术创新与产业联盟中国电器工业协会电力电子分会北京电力电子学会二零一七年

目录一、发展电力电子器件产业的重要意义 (1) （一）电力电子技术的基本涵义 (1) （二）电力电子技术的重大作用 (1) （三）电力电子器件是电力电子技术的基础和核心 (3) （四）电力电子器件简介 (4) 二、电力电子器件产业发展状况及趋势 (9) （一）国际发展状况 (9) （二）国内发展状况 (12) 三、电力电子器件的市场分析及预测 (15) （一）国际市场分析 (15) （二）国内市场分析 (16) （三）市场预测 (17) 四、2016-2020年电力电子发展重点 (20) （一）关键材料 (22) （二）关键电力电子器件 (23) （三）关键设备 (25) （四）技术标准 (27) 五、展望 (29)

一、发展电力电子器件产业的重要意义（一）电力电子技术的基本涵义电力电子技术（Power Electronics，又称功率电子技术）是能源高效转换领域的核心技术，它以电力电子器件为基础，实现对电能高效地产生、传输、转换、存储和控制，提高能源利用效率、开发可再生能源，推动国民经济的可持续发展。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统控制三个方面，其转换功率范围小到数瓦（W），大到数百兆瓦（MW）甚至吉瓦（GW），其产业不仅涉及到电力电子器件、电力电子装置、系统控制及其在各个行业的应用等领域，还涉及到相关的半导体材料、电工材料、关键结构件、散热装置、生产设备、检测设备等产业。（二）电力电子技术的重大作用近年来，“节能减排”、“开发绿色新能源”已成为我国长期发展的基本国策。在我国绿色能源产业发展的推动下，电

电力电子器件图形符号

P325 计算题： √1．三相半波可控整流电路，变压器二次侧相电压为20Ⅴ，带大电感负载，无续流二极管，试计算α＝45°时的输出电压，画出输出电压u d 的波形，如负载电流为200 A ，求晶闸管所承受的最高电压和晶闸管电流的平均值I T(AV)、有效值I VT 。解： U d ＝1.17U 2φcos α＝1.17×20×cos45°＝16.5 V U TV ＝√6U 2φ＝√6×20＝49 Ⅴ I d ＝200 A I VT ＝I d /√3＝200/√3＝115.5 A I dVT ＝I d /3＝200÷3＝66.7 A 2．三相桥式全控整流电路如下图所示,已知：U d ＝220V ，R d ＝5Ω，大电感负载。求：（1）变压器二次侧线电压U 21，及变压器容量S （2）选择晶闸管，并写出型号。（在α＝0°时i 2倍裕量）解：（1）变压器二次侧线电压U 21及变压器容量S ： U d ＝2.34 U 2φCOS α （α＝0°） U 2φ＝220/(2.34×1) ＝ 94V I d ＝U 2φ／R d ＝44 A I 2＝3 2 I d ＝0.817×44＝35．9≈36 A 所以，变压器的线电压和容量为： U 21＝√3U 2φ＝√3×94＝162.8 S ＝√3U 21＝√3×162.8×36＝10151.2＝10.2 kVA （2）选择晶闸管： I 2＝3 1 I d ＝0.577×44＝25.4A I dT(AV)＝2×57.1VT I ＝2×25.4/1.57 ＝ 32.36 A 取50 A U TM ＝√6 U 2φ＝2.54×94＝230V 取2倍裕量500 V 。选择晶闸管KP50－5。

电力电子技术教案

第1、2课时课题: 电力电子技术绪论教学目的和要求: 掌握电力电子技术等概念，了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。重点与难点: 掌握电力电子技术等相关概念教学方法: 图片展示，应用介绍，结论分析。预复习任务: 复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。 1什么是电力电子技术电力电子与信息电子信息电子技术——信息处理电力电子技术——电力变换电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下。两大分支电力电子器件制造技术电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。

变流技术（电力电子器件应用技术）用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流直流交流输出输入交流整流交流电力控制、变频、变相直流直流斩波逆变与相关学科的关系电力电子学名称60年代出现。与电子学（信息电子学）的关系都分为器件和应用两大分支。器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。二者同根同源。与电力学（电气工程）的关系电力电子技术广泛用于电气工程中高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、电镀、电加热、高性能交直流电源

电力电子器件大全及使用方法详解(DOC 42页)

第1章电力电子器件主要内容：各种二极管、半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，器件的选取原则，典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT，功率集成电路和智能功率模块，电力电子器件的串并联、电力电子器件的保护，电力电子器件的驱动电路。重点：晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，器件的选取原则，典型全控型器件。难点：晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数。基本要求：掌握半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，熟练掌握器件的选取原则，掌握典型全控型器件，了解电力电子器件的串并联，了解电力电子器件的保护。 1 电力电子器件概述 (1)电力电子器件的概念和特征主电路（main power circuit）--电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路；电力电子器件（power electronic device）--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。两类中，自20世纪50年代以来，真空管仅在频率很高（如微波）的大功率高频电源中还在使用，而电力半导体器件已取代了汞弧整流器（Mercury Arc Rectifier）、闸流管（Thyratron）等电真空器件，成为绝对主力。因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征： a. 能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数；

电力电子器件的最新发展趋势

电力电子器件的最新发展趋势现代的电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）至关重要，从而已迅速发展成为一门独立学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门，毫无疑问，它将成为本世纪乃至下世纪重要关键技术之一。近几年西方发达的国家，尽管总体经济的增长速度较慢，电力电子技术仍一直保持着每年百分之十几的高速增长。从历史上看，每一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。以功率器件为核心的现代电力电子装置，在整台装置中通常不超过总价值的20%～30%，但是，它对提高装置的各项技术指标和技术性能，却起着十分重要的作用。众所周知，一个理想的功率器件，应当具有下列理想的静态和动态特性：在截止状态时能承受高电压；在导通状态时，具有大电流和很低的压降；在开关转换时，具有短的开、关时间，能承受高的di/dt和dv/dt，以及具有全控功能。自从50年代，硅晶闸管问世以后，20多年来，功率半导体器件的研究工作者为达到上述理想目标做出了不懈的努力，并已取得了使世人瞩目的成就。60年代后期，可关断晶闸管GTO实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到1kHz以上。70年代中期，高功率晶体管和功率MOSFET问世，功率器件实现了场控功能，打开了高频应用的大门。80年代，绝缘栅门控双极型晶体管(IGBT) 问世，它综合了功率MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。它的迅速发展，又激励了人们对综合功率MOSFET和晶闸管两者功能的新型功率器件- MOSFET门控晶闸管的研究。因此，当前功率器件研究工作的重点主要集中在研究现有功率器件的性能改进、MOS门控晶闸管以及采用新型半导体材料制造新型的功率器件等。下面就近几年来上述功率器件的最新发展加以综述。一、功率晶闸管的最新发展 1．超大功率晶闸管晶闸管（SCR）自问世以来，其功率容量提高了近3000倍。现在许多国家已能稳定生产8kV / 4kA的晶闸管。日本现在已投产8kV / 4kA和6kV / 6kA的光触发晶闸管(LTT)。美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。近十几年来，由于自关断器件的飞速发展，晶闸管的应用领域有所缩小，但是，由于它的高电压、大电流特性，它在HVDC、静止无功补偿（SVC）、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍占有十分重要的地位。预计在今后若干年内，晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。现在，许多生产商可提供额定开关功率36MVA ( 6kV/ 6kA )用的高压大电流GTO。传统GTO的典型的关断增量仅为3～5。GTO关断期间的不均匀性引起的“挤流效应”使其在关断期间dv/dt必须限制在500～1kV/μs。为此，人们不得不使用体积大、昂贵的吸收电路。另外它的门极驱动电路较复杂和要求较大的驱动功率。但是，高的导通电流密度、高的阻断电压、阻断状态下高的dv/dt耐量和有可能在内部集成一个反并二极管，这些突出的优点仍使人们对GTO感到兴趣。到目前为止，在高压（VBR > 3.3kV )、大功率（0.5～20 MVA）牵引、工业和电力逆变器中应用得最为普遍的是门控功率半导体器件。目前，GTO的最高研究水平为6in、6kV / 6kA以及9kV/10kA。为了满足电力系统对1GVA以上的三相逆变功

各种电力电子器件技术特点的比较及应用

《电力牵引交流传动及其控制系统》报告——各种电力电子器件技术特点的比较及其应用

电力电子器件及其应用装置已日益广泛，这与近30 多年来电力电子器件与电力电子技术的飞速发展和电力电子的重要作用密切相关。20 世纪80 年代以后，电力电子技术等)的飞速发展，给世界科学技术、经济、文化、军事等各方面带来了革命性的影响。电子技术包含两大部分：信息电子技术(包括：微电子、计算机、通信等)是实施信息传输、处理、存储和产生控制指令；电力电子技术是实施电能的传输、处理、存储和控制，保障电能安全、可靠、高效和经济地运行，将能源与信息高度地集成在一起。事实表明，无论是电力、机械、矿冶、交通、石油、能源、化工、轻纺等传统产业，还是通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高技术产业，都迫切需要高质量、高效率的电能。而电力电子正是将各种一次能源高效率地变为人们所需的电能，实现节能环保和提高人民生活质量的重要手段，它已经成为弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间、传统产业实现自动化、智能化改造和兴建高科技产业之间不可缺少的重要桥梁。而新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。电力电子器件就好像现代电力电子装置的心脏，它对装置的总价值，尺寸、重量、动态性能，过载能力，耐用性及可靠性等，起着十分重要的作用。因此，新型电力电子器件及其相关新型半导体材料的研究，一直是电力电子领域极为活跃的主要课题之一。一个理想的功率半导体器件，应当具有下列理想的静态和动态特性：在阻断状态，能承受高电压；在导通状态，能导通高的电流密度并具有低的导通压降；在开关状态和转换时，具有短的开、关时间，能承受高的d i/d t 和d u/d t，具有低的开关损耗；运行时具有全控功能和良好的温度特性。自20 世纪50 年代硅晶闸管问世以后，功率半导体器件的研究工作者为达到上述理想目标做出了不懈努力，并已取得了世人瞩目的成就。早期的大功率变流器，如牵引变流器，几乎都是基于晶闸管的。到了20 世纪80 年代中期，4.5kV 的可关断晶闸管得到广泛应用，并成为在接下来的10 年内大功率变流器的首选器件，一直到绝缘栅双极型晶体管的阻断电压达到 3.3kV 之后，这个局面才得到改变。与此同时，对GTO 技术的进一步改进导致了集成门极换流晶闸管的问世，它显示出比传统GTO 更加显著的优点。目前的GTO 开关频率大概为500Hz，由于开关性能的提高，IGCT 和功率IGBT 的开通和关断损耗都相对较低，因此可以工作在1~3kHz 的开关频率下。至2005 年，以晶闸管为代表的半控型器件已达到70MW/9000V 的水平，全控器件也发展到了非常高的水平。当前，硅基电力电子器件的水平基本上稳定在109~1010WHz 左右，已逼近了由于寄生二极管制约而能达到的硅材料极限，不难理解，更高电压、更好开关性能的电力电子器件的出现，使在大功率应用场合不必要采用很复杂的电路拓扑，这样就有效地降低了装置的故障率和成本。 1电力电子器件电力电子器件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）。电力电子器件目前的制约因素有耐压，电流容量，开关的速度。电力电子器件的分类多种多样。按照电力电子器件的开关控制能力，电力电子器件可分为三类：不可控器件、半控型器件、全控型器件。按照驱动电路加在电力电子器件控

电力电子器件的发展及应用

电力电子器件的发展及应用研1506 苏智清摘要：本文简单介绍了电力技术的分类, 回顾了电力电子技术及其器件的发展过程, 说明了现在主流的电力电子器件的工作原理、应用范围及其优缺点, 探讨了在本世纪中新型电力电子器件的应用。关键词：复合型电力电子器件；新型材料的电力电子器件；电力电子器件的应用 1引言电力电子学是电工学的一个分支，是由电力系统、控制理论与电子学等学科共同发展起来的一个新型边缘性学科。电力电子学的主要特点是具有很强的应用性，同时与其他学科有着很好的交叉融合性，这也是电力电子学的基础理论与应用技术能够在短短几十年间飞速发展的一个相当重要的因素。目前，电力电子技术的应用已经从机械、石化、纺织、冶金、电力、铁路、航空、航海等一系列领域，进一步扩展到汽车、现代通信、家用电器、医疗设备、灯光照明等各个领域。进入 21 世纪，伴随着新理论、新器件、新技术的不断涌现，尤其是与微电子技术的日益融合，电力电子技术作为信息产业和传统产业之间的桥梁，在国民经济中必将占有越来越重要的地位，在各领域中的应用也必将不断得到拓展。 2电力电子器件的发展 2.1半控型器件上世纪50年代，美国通用电气公司发明世界上第个晶闸管，标志电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生大量派生器件，如快速晶闸管逆导晶闸管等等。

但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极导通，不能控制关断。要关断必须通过强迫换相电路，从而装置体积增大，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子效应，所以工作频率低，由于这些原因，使得晶闸管的应用受到限制。虽然晶闸管有以上缺点，但由于它的大电压大电流特性，使在高压直流输电静止无功补偿，大功率和高压变频调速等方面仍占有重要位置。2.2全控型器件 2.2.1门极可关断晶闸管（GTO） GTO有对称，非对称和逆导三种类型。对称GTO通态压降小，抗浪涌能力强，易于提高耐压能力。逆导型GTO是在同一芯片上将GTO与整流二极管反并联制成的集成器件，不能承受反向电压，主要用于中等容量的牵引驱动中。在当前各种自关断器件中，GTO容量做大，工作最低。GTO是电流控制型器件，因而关断需要很大的反向驱动电流。目前，GTO在低于2000V某些领域被GTR和IGBTDE所替代，但在大功率电力牵引有明显优势。 2.2.2大功率晶体管（GTR） GTR是一种电流控制的双极双结电力电子器件，它既具备晶体管的固有特性，又增加功率容量，因此，由它组成的电路灵活，成熟，开关损耗小，开关时间短，在电源电机控制，通用逆变器等中等容量，中等频率的电路中广泛应用。GTR的缺点驱动电流较大，耐浪涌电流能力差，易受二次击穿损坏。在开关电源GTR渐渐被功率MOSFET和IGBT代替。 2.2.3功率MOSFET

论电力电子器件及其应用的现状和发展

论电力电子器件及其应用的现状和发展发表时间：2019-03-12T16:14:19.577Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：宗思邈 [导读] 摘要：电力电子器件我们也称之为功率半导体器件，以下简称为电子器件，主要作为电力设备中的大功率电子器件的功率转换和控制。（东文高压电源（天津）股份有限公司 300220）摘要：电力电子器件我们也称之为功率半导体器件，以下简称为电子器件，主要作为电力设备中的大功率电子器件的功率转换和控制。目前，电力电子器件已广泛应用于机械行业、冶金业、电力系统等一系列领域中去。并扩展到汽车、家用电器、医疗设备和照明等各个生活领域中。二十一世纪，随着技术的不断更新，它作为信息产业与传统产业之间的桥梁，一定会迎来一个新的发展趋势。并且在国民经济中占有非常重要的地位。关键词：电力；电子器件；应用 1电力电子技术的产生和发展 1.1电力电子技术的产生电力电子技术产生于二十世纪，美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生标志，电子电力技术设备在不同领域中的广泛应用，为社会发展带来了传动技术，其中晶闸管是电力电子技术的主要运用表现，开启了电力电子技术的新纪元。因为晶闸管的出现，可控型的整流装置被研制出来，从此电力系统逐渐进入了变流器时代，加速了电力电子技术的发展。 1.2电力电子技术的发展电力电子技术的产生促进了电力系统的发展，产生多代电力电子器件，其中第一代电力电子器件主要以晶体管和晶闸管为典型代表。晶闸管出现后，因为它比较良好的电气性能和控制性能，使之很快取代了对人体有害的且电压落差极大的水银整流器，并且其使用范围迅速扩大。二十世纪七十年代，以门极可关断晶闸管、电力双极型晶体管为主导地位的全控型器件高速发展，这些全控型器件具有既可让门极开通也可让门极关断的功能，且它的开关速度比晶闸管快很多，所以全控型器件通常用于开关频率较高的场所。它又将电力电子技术推向了一个新的发展阶段。在二十世纪八十年代，以绝缘栅极双极型晶体管为代表的复合型器件的出现，因为具有驱动功率小、开关速度快、通态压降小、载流能力大、可承受电压高等优点，使其迅速成为现代电力电子技术的主导器件，这些复合型器件常常综合了多个器件的优点，在大量电力系统场合中得到了大量运用。 2电力电子器件的应用发展自上世纪50年代以来，世界上诞生了第一台晶闸管，它标志着电力电子器件在现代电气传动的历史舞台上的到来。基于可控硅的可控硅整流器成为电力传动行业的一个变革。到了上世纪70年代，晶闸管已经发展成能够承受高电压和高电流的产品。这一代的半控装置被称为第一代电子电气设备。然而，晶闸管的缺点是不能关闭。随着电力电子器件的不断进步，研制了一种全控型的GTR、GTO和MOSFET。这种类型的产品被称为第二代电力电子设备。之后便出现了第三代电子器件，主要为绝缘栅双极晶体管。第三代电子器件具有频率快、反射速度快、能耗低等特点。近年来，微电子技术与电力电子器件开始相结合，创造出一种多功能、更智能、更高效的全控性能集成器件。电流整流器可以改善电性能、降低电路能量损耗和提高电流效率方面起着重要作用。上世纪70年代，GTR产品推出时便大获成功。它的额定值达到当时非常高的标准，同时拥有非常强大的灵活性，而且还具备开关能耗低、时间短等多个优点。它在中等容量和频率电路中起着很重要的作用。第三代绝缘栅双极晶体管可以控制电压，具有输入电阻大、驱动功率小的优点，有非常大的发展潜力。 3电力电子器件的具体应用首先太阳能光伏发电对于电力电子器件的发展来说是比较重要的，光伏建筑一体化应用对于电力电子器件的完善也发挥了独特的作用。光伏电池发电和建筑物外电池存在很多问题，虽然这类电池原件的成本比较低，但是总的来说这类电池和电子元件适合低日照水平，电池转换效率高，原材料比较易得。但是某些电力电子器件的转换效率一般，淘汰的产品还会污染环境。电力电子器件的开发和利用促进了光伏建筑一体化的进程，土地成本过高和二氧化碳的排放量过高等问题都可以得到有效解决，而且我国最新研发出的电力电子器件可以节省光伏电池支撑结构，节省光伏电池的具体安装成本，帮助相关建筑工作人员实现土地资源的合理利用。与此同时，电力电子器件可以将太阳能和建筑物进行有效结合，帮助相关工作人员解决电能供给的难题，而且也丰富了电力电子器件的原材料。首先我们可以发现，在进行电力电子器件的研究与开发时候，运用碳化硅制造的电子器件已经成为主要的研究方向。这主要是因为碳化硅电力电子器件的高压和高温的特性与我国传统的电力电子器件相比，具有很大优越性，完全可以保障新型电力电子器件的成本和质量。尤其是碳化硅的耐高压和高温，足以帮助相关工作人员展开对于新型电力电子器件的研究。 4浅析电力电子器件发展趋势 4.1对破化硅的应用碳化硅作为一种创新性较高的宽带半导体材料，得到人们的广泛关注。它本身带有一定的电性能，并且物理材质稳定，属于上等的电力电子器件原材料。与原始型的制作材料相比，具有耐高压和耐高温的优势。将碳化硅合理应用于电力电子器件的原材料中.能够推动电力电子器件的整体发展。但是现阶段，由于生产成本相对较高、产难以保证等原因，导致碳化硅难以被广泛生产使用。因此，应加强对电力电子器件材料的深人探究，及时改进、解决存在的问题，使碳化硅的良好性能得到充分开发与利用。 4.2对氮化稼的应用氮化稼是电力电子器件生产过程中较为常见的原材料，它与碳化硅存在很多不同点。虽然氮化稼是一种较为优良的电力电子器件原材料，但是在实际制作过程中，应以碳化硅的晶片或者蓝宝石作为生产底料，因此这一因素限制了氮化稼的发展速度。近几年，这一问题得到了有效缓解，随着氮化稼在LED照明装置中的广泛运用，也促使氮化稼的异质结外延技术得到了进一步的强化。除此之外，因为氮化稼的实用性较强，其应用范围不断拓展，基于氮化稼的半导体材料具备优异的物理性能和化学性能，所以其不仅在LED市场中被广泛应用，更是逐步拓展到了更多的应用领域。但是由于氮化稼电子器件的耐高温性能较差，一旦温度超过1000摄氏度，就会产生

电力电子习题及答案1

《电力电子技术》试卷一．填空（共15分，1分/空） 1.电力电子技术通常可分为（）技术和（）技术两个分支。 2.按驱动电路信号的性质可以将电力电子器件分为（）型器件和（）型器件两类，晶闸管属于其中的（）型器件。 3.晶闸管单相桥式全控整流电路带反电动势负载E时（变压器二次侧电压有效值为U2，忽略主电路各部分的电感），与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为（）角，数量关系为δ=（）。 4.三相桥式全控整流电路的触发方式有（）触发和（）触发两种，常用的是（）触发。 5.三相半波可控整流电路按联接方式可分为（）组和（）组两种。 6.在特定场合下，同一套整流电路即可工作在（）状态，又可工作在（）状态，故简称变流电路。 7.控制角α与逆变角β之间的关系为（）。二．单选（共10分，2分/题） 1．采用（）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。 A.直流断路器 B. 快速熔断器 C.过电流继电器 2．晶闸管属于（）。 A.不可控器件 B. 全控器件 C.半控器件3．单相全控桥式整流电路，带阻感负载（L足够大）时的移相范围是（）。 A．180O B.90O C.120O

4．对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位应依次差（）度。 A.60 B. 180 C. 120 5．把交流电变成直流电的是（）。 A. 逆变电路 B.整流电路 C.斩波电路三．多选（共10分，2分/题） 1．电力电子器件一般具有的特征有。 A. 所能处理电功率的大小是其最重要的参数 B. 一般工作在开关状态 C. 一般需要信息电子电路来控制 D. 不仅讲究散热设计，工作时一般还需接散热器 2．下列电路中，不存在变压器直流磁化问题的有。 A.单相全控桥整流电路 B.单相全波可控整流电路 C.三相全控桥整流电路 D.三相半波可控整流电路 3．使晶闸管关断的方法有。 A.给门极施加反压 B.去掉阳极的正向电压 C.增大回路阻抗 D.给阳极施加反压 4．逆变失败的原因有。 A.触发电路不可靠 B.晶闸管发生故障 C.交流电源发生故障 D.换相裕量角不足 5．变压器漏抗对整流电路的影响有。 A.输出电压平均值降低 B.整流电路的工作状态增多

电力电子技术考试复习资料

一、填空 1.1 电力变换可分为以下四类：交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。 1.2 电力电子器件一般工作在开关状态。 1.3 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可将电力电子器件分为：半控型器件，全控型器件，不可控器件等三类。 1.4 普通晶闸管有三个电极，分别是阳极、阴极和门极 1.5 晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电压，晶闸管就导通。 1.6 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性解发电压，管子都将工作在截止状态。 1.7 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。 1.8 电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路和主电路三部分组成 1.9 电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。 1.10 多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，多个晶闸管相串联时必须考虑均压的问题。 1.11 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流驱动和电压驱动两类。 2.1 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a 的最大移相范围是?180~0。 2.1 单相桥全控整流电路中，带纯阻负载时，a 角的移相范围是?180~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为 22u ，带阻感负载时，a 角的移相范围是?90~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为22u 2.3 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位相序依次互差?120，单个晶闸管所承受的最大反压为26u ，当带阻感负载时，a 角的移相范围是2 ~ 0π 2.4 逆变电路中，当交流侧和电网边结时，这种电路称为有源逆变电路，欲现实有源逆变，只能采用全控电路，当控制角2 0π < a ，使d U 为负值。 3.1 直流斩波电路完成的是直流到直流的变换。 3.2 直流斩波电路中最基本的两种电路是升压和降压。 3.3 斩波电路有三种控制方式：脉冲宽度调制、频率调制和混合型。 4.1 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，后者也称为间接变频。 4.2 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~π ，随a 的增大，0u 减少，功率因数λ 降低。