主要内容：常用电力电子器件分类；常用电力电子器件的基本结构、工作原理、基本特性、主要参数和安全工作区；常用电力电子器件的基本驱动电路、缓冲电路和保护方法；常用电力电子器件的串并联技术。1.1引言1.2电力电子器件的结构、特性和主要常数1.2.1功率二极管功率二极管外形、结构和符号2.功率二极管的工作原理P型半导体和N型半导体结合一体，其中，N型半导体区电子浓度大，P型半导体区空穴浓度大，因此，N区电子要向P区扩散与P区空穴复合，在N区边界侧留下正离子层，P区空穴要向N区扩散与N区电子复合，在P区边界侧留下负离子层，在交界处渐渐形成空间电荷区；多数载流子的扩散运动和少数载流子漂移运动到动态平衡，决定空间电荷区的宽度，形成PN结；PN结具有单向导电性，二极管是一个正方向单向导电、反方向阻断的电力电子器件。3.功率二极管的特性(2)功率二极管的开关特性因结电容的存在，功率二极管在通态和断态之间转换时，有一个过渡过程，这个过程中的特性为功率二极管的动态特性。功率二极管由断态转为通态时，功率二极管的正向压降也会出现一个过冲UFP，然后逐渐趋于稳态压降值。这一动态过程的时间，称为正向恢复时间tfr。当原处于正向导通的功率二极管的外加电压突然变为反向时，功率二极管不能立即关断，其电流逐渐下降到零，然后有较大的反向电流和反向过冲电压出现，经过一个反向恢复时间才能进入截止。其中，td为延迟时间，tf为电流下降时间，trr为反向恢复时间，trr＝td＋tf。功率二极管的开关特性4.功率二极管的主要参数(1)额定电压URR反向不重复峰值电压URSM是指即将出现反向击穿的临界电压；二极管的额定电压URR（反向重复峰值电压URRM）取反向不重复峰值电压URSM的80％；(2)额定电流IFR功率二极管的额定电流IFR被定义为在规定的环境温度为+40℃和散热条件下工作，其管芯PN结温升不超过允许值时，所允许流过的正弦半波电流平均值。若正弦电流的最大值为Im，则额定电流为(3)最大允许的全周期均方根正向电流IFrms二极管流过半波正弦电流的平均值为IFR时，与其发热等效的全周期均方根正向电流IFrms由式(1-1)和(1-2)可得(4)最大允许非重复浪涌电流IFSM这是二极管所允许的半周期峰值浪涌电流。该值比二极管的额定电流要大得多。实际上它体现了二极管抗短路冲击电流的能力。功率二极管属于功率最大半导体器件，二极管参数是正确选用二极管依据。1.2.2晶闸管及派生器件自冷式2.晶闸管的结构晶闸管是具有四层PNPN结构、三端引出线(A、K、G)的器件。3.晶闸管的工作原理IG↑→IB2↑→IC2(IB1)↑→IC1↑欲使晶闸管导通需具备两个条件：应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶闸管为半控型器件。为使晶闸管关断，必须使其阳极电流减小到一定数值以下，这只有用使阳极电压减小到零或反向的方法来实现。4.晶闸管的特性(1)晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性是晶闸管阳极与阴极间电压UAK和晶闸管阳极电流IA之间的关系特性。(2)晶闸管的门极伏安特性由于实际产品的门极伏安特性分散性很大，常以一条典型的极限高阻门极伏安特性OG和一条极限低阻门极伏安特性OD之间的区域来代表所有器件的伏安特性，由门极正向峰值电流IFGM﹑允许的瞬时最大功率PGM和正向峰值电压UFGM划定的区域称为门极伏安特性区域。PG为门极允许的最大平均功率。其中,OABCO为不可靠触发区,ADEFGCBA为可靠触发区。(3)晶闸管的开关特性②关断过程关断时间toff：包括反向阻断恢复时间trr与正向阻断恢复时间tgr，即toff=trr+tgr反向阻断恢复时间trr：正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间；正向阻断恢复时间tgr：晶闸管要恢复其对正向电压的阻断能力还需要一段时间；普通晶闸管的关断时间约为几十至几百微妙。5.晶闸管的主要参数（1）断态重复峰值电压UDRM在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。（2）反向重复峰值电压URRM在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。（3）额定电压UTN断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM中较小的那个数值标作器件型号上的额定电压。通常选用晶闸管时，电压选择应取(2～3)倍的安全裕量。(4)额定电流IT(AV)在环境温度为+40℃和规定冷却条件下，器件在电阻性负载的单相工频正弦半波电路中,管子全导通(导通角>170°)，在稳定的额定结温时所允许的最大通态平均电流。例如：晶闸管