電力電子器件的損耗包括哪些

電力電子器件的損耗包括哪些

電力電子器件的損耗主要包括有開通、關(guān)斷、通態(tài)損耗。 在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為通態(tài)損耗，而當器件開關(guān)頻率較高時，功率損耗主要為開關(guān)損耗。另外，si的二極管有反向恢復損耗，sic SBD沒有二極管的反向恢復損耗。在zvs的時候沒有開通損耗，zcs的時候沒有關(guān)斷損耗。其中一般的器件來說關(guān)斷損耗最大，通態(tài)損耗其次，開通損耗最小，這個是由于關(guān)斷慢時間長，開通快，IV積分損耗小，通態(tài)損耗為rds，on和電流的平方，隨溫度變化會增大。 電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)損耗就小是相對而言的，開關(guān)狀態(tài)的晶體管飽和導通，壓降很小，耗電也就很小。放大狀態(tài)的晶體管壓降很高，耗電也就很多。開關(guān)的消耗遠遠大于接觸器，但是它的開關(guān)速度很快。

電力電子器件的冷卻方式

電力電子器件工作時的功率損耗會引起電力電子器件發(fā)熱、升溫，而器件溫度過高將縮短器件壽命，甚至燒毀器件。這是限制電力電子器件電流電壓容量的主要原因。為此必須考慮電力電子器件的冷卻問題，保證器件在額定溫度以下正常工作。電力電子器件的損耗可分為4種：①通態(tài)損耗。由導通狀態(tài)下流過的電流和器件上的電壓降產(chǎn)生的功率損耗。②阻斷態(tài)損耗。由阻斷狀態(tài)下器件承受的電壓和流過器件的漏電流產(chǎn)生的功率損耗。③開關(guān)損耗。由器件開通和關(guān)斷期間產(chǎn)生的功率損耗。④控制極損耗。由控制極的電流、電壓引起的功率損耗。

原理介紹如下：

電力電子器件工作時產(chǎn)生的熱量通過散熱器散發(fā)到冷卻介質(zhì)中。為了保證器件溫升不超過額定值，使用中除要按器件要求配用合適的散熱器外，還應使電力電子器件和散熱器之間有良好的導熱性能。通常在器件和散熱器的接觸面上涂以適量硅脂，并維持器件和散熱器間一定的壓力，以保證器件到散熱器具有良好的導熱性。

電力電子器件常用的冷卻方式有自冷式、風冷式、液體冷卻式（包括油冷式和水冷式）和蒸發(fā)冷卻式等。①自冷式：電力電子器件和散熱器依靠周圍空氣的自然對流和熱輻射來散熱。因此散熱器的制造、安裝、使用方便，但散熱效果差，所以一般僅用于電流容量較小的電力電子器件。②風冷式：電力電子器件和散熱器依靠流動的冷空氣來散熱。冷空氣由專門的風扇或鼓風機通過一定的風道供給。風冷式散熱效果比自冷式好，使用和維護也比較方便，適用于中等容量和大容量的電力電子器件。缺點是有噪聲，并且當容量較大時，散熱器的體積、重量都很大。③油冷式：通常采用變壓器油作為冷卻介質(zhì)。分為油浸冷卻和油管冷卻兩種。冷卻效果好，能防止外界塵埃，散熱器幾乎不用維修，但體積和重量較大。④水冷式：用水作冷卻介質(zhì)，散熱效果好，散熱器體積小。大容量電力電子器件如果有條件，以采用水冷方式為好。但是，水冷式需要循環(huán)供水系統(tǒng)，對水質(zhì)要求也較高，常用于電解電鍍電源和中頻感應加熱電源等現(xiàn)場有供水系統(tǒng)的場合。⑤蒸發(fā)冷卻式：利用液體沸騰蒸發(fā)時吸收熱量的原理將器件產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱面。冷卻介質(zhì)常采用氟里昂等低沸點低腐蝕性液體。熱管散熱器即屬蒸發(fā)冷卻式。這種方式散熱效果好，散熱器體積小、重量輕，是一種較好的冷卻方式。但散熱器結(jié)構(gòu)復雜，工藝要求高。

按冷卻介質(zhì)的循環(huán)情況，冷卻方式又可分為開啟式和封閉式。封閉式指冷卻介質(zhì)（油、空氣、水等）形成封閉的循環(huán)系統(tǒng)，工作時冷卻介質(zhì)的溫升通過另一個散熱裝置降低。這種系統(tǒng)可防止外界塵埃進入，避免冷卻介質(zhì)氧化變質(zhì)。

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