电力开关元件

1.功率开关管种类

（1）电力晶体管：简称为GTR，是Giant Transistor巨型晶体管的缩写。

（2）电力场效应晶体管：简称为PMOSFET。

（3）绝缘栅极双极型晶体管：简称为IGBT，是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写。

（4）智能功率模块：简称为IPM，是Intelligent Power Modules的缩写。

继晶闸管之后出现了电力晶体管（GTR）、可关断晶闸管（GTO）、电力场效应晶体管（P-MOSFET）等电力电子器件。这些器件通过对基极（门极、栅极）的控制，既可使其导通，又可使其关断，属于全控型器件。因为这些器件具有自关断能力，所以通常称为自关断器件。和晶闸管电路相比，采用自关断器件的电路结构简单，控制灵活方便。自关断器件的出现和应用，给电力电子技术的发展注入了强大的活力，极大地促进了各种新型电力电子电路及控制方式的发展。图3-1所示为电力电子部件的应用。

除电力晶体管、可关断晶闸管、电力场效应晶体管外，近年来其他新型电力电子器件也得到了迅猛发展。因场控型器件具有驱动功率小、开关速度快的特点，所以这些新型器件多为场控型器件和其他器件的复合。

IGBT是P-MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有P-MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于P-MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

本节主要讲解绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）和智能功率模块（IPM）的工作原理、应用、驱动电路、缓冲和保护电路。

图3-1　电力电子部件的应用