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電力電子技術(shù)任務(wù)一電容器認(rèn)知與檢測(cè)項(xiàng)目二新能源汽車電力電子元器件PowerElectronicsTechnologyforNewEnergyVehicles目前已有越來越多的公司用薄膜電容替代電解電容。如比亞迪“秦”和特斯拉Model3都采用了薄膜電容器。同時(shí)，在DC/DC、電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等高壓電氣單元中，薄膜電容的使用量也會(huì)隨著新能源汽車的推廣和普及而上升。假如你是一名新能源汽車維修工，你是如何檢測(cè)維修電容器的好壞呢？任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce學(xué)習(xí)目標(biāo)CourseObjectives能夠描述電容器的基本概念。能夠描述電容器的類型。能夠熟知電容器的應(yīng)用。具備檢測(cè)電容器的能力。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作；獲得分析問題和解決問題的基本方法；積極主動(dòng)與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成自我提升。新授NewTeaching01一、電容器的基本概念（一）定義了解更多電容器，顧名思義，是“裝電的容器”，是一種容納電荷的器件。定義1了解更多電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個(gè)電容器。定義2電容器的基本概念電容器通常簡(jiǎn)稱其容納電荷的本領(lǐng)，用字母C表示。一、電容器的基本概念（二）基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)電容器盡管種類繁多，形狀各異，但其基本結(jié)構(gòu)是一樣的，它由兩片靠得較近的金屬板中問再隔以絕緣物質(zhì)組成，電容器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1電容器基本結(jié)構(gòu)一、電容器的基本概念（三）計(jì)算公式禮儀對(duì)象性電容與電池容量的關(guān)系1伏安時(shí)=1瓦時(shí)=3600焦耳W=0.5CUU如果帶1庫(kù)的電量時(shí)兩級(jí)間的電勢(shì)差是1伏，這個(gè)電容器的電容就是1法拉，即：C=Q/U。01常見的平行板電容器，電容為C=εS/d，02電容的決定式為：C=εrS/4πkd。其中，εr是相對(duì)介電常數(shù)，S為電容極板的正對(duì)面積，d為電容極板的距離，k則是靜電力常量。03一、電容器的基本概念（三）計(jì)算公式電容器的電容量公式電容器的電容量公式：S:電極面積[m21]；d:電極間距離[m]；ε:電介質(zhì)的電容率[F/m]；ε0:真空電容率(8.855×10-12[F/m])；εr:電介質(zhì)的相對(duì)電容率。定義式：電容器的電勢(shì)能計(jì)算公式：多電容器并聯(lián)計(jì)算公式：多電容器串聯(lián)計(jì)算公式：

三電容器串聯(lián)：二、電容器的類型1.普通電容2.超級(jí)電容電容是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓時(shí)，電極上就會(huì)存儲(chǔ)電荷，所以電容器是儲(chǔ)能元件。超級(jí)電容，又名電化學(xué)電容，雙電層電容器、黃金電容、法拉電容，是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件。二、電容器的類型（一）普通電容電容器和電容類型任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，組成一個(gè)電容器。平行板電容器由電容器的極板和電介質(zhì)組成。電容器實(shí)物圖，如圖2所示。電容器的容量取決于導(dǎo)電板的面積、導(dǎo)電板距離和兩板之間絕緣材料（電介質(zhì)）的性質(zhì)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況使用非極化或極化電容器。電容器的電路符號(hào)及實(shí)物，如圖3所示。圖2電容器圖3電容類型二、電容器的類型（一）普通電容3瓷片電容電解電容一種用陶瓷材料作介質(zhì)，在陶瓷表面涂覆一層金屬薄膜，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后作為電極而成的電容器。電解電容是電容的一種，金屬箔為正極，與正極緊貼金屬的氧化膜是電介質(zhì)，陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)和其他材料共同組成，因電解質(zhì)是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。貼片電容貼片電容是一種電容材質(zhì)。貼片電容全稱為：多層（積層，疊層）片式陶瓷電容器，也稱為貼片電容，片容。二、電容器的類型（一）普通電容瓷片電容瓷片電容具有穩(wěn)定，絕緣性好，耐高壓的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是容量比較小。瓷片電容的實(shí)物圖以及電路符號(hào)表示，如圖4所示。電解電容電解電容及其電路符號(hào)，如圖5所示。采用雙氧化膜結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電極分別為兩個(gè)金屬極板相連，兩組氧化膜中間為電解質(zhì)。貼片電容如圖所示，為智能電學(xué)套裝上的貼片電容。其電路符號(hào)與瓷片電容的電路符號(hào)一樣。如圖6所示。圖4瓷片電容及其電路符號(hào)

圖5電解電容及其電路符號(hào)

圖6貼片電容二、電容器的類型（二）超級(jí)電容功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬PARTONE是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種。PARTTWO0102一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原贗電容電荷儲(chǔ)存電能。儲(chǔ)能過程是可逆。基本原理：利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。二、電容器的類型（二）超級(jí)電容——儲(chǔ)能機(jī)理的不同劃分雙電層電容在電極與溶液界面通過電子或離子的定向排列造成電荷的對(duì)峙而產(chǎn)生的。對(duì)一個(gè)電極與溶液體系，會(huì)在電子導(dǎo)電的電極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層。法拉第準(zhǔn)電容贗電容，也稱法拉第準(zhǔn)電容，是在電極表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸附，脫附或氧化，還原反應(yīng)，產(chǎn)生和電極充電電位有關(guān)的電容。二、電容器的類型（二）超級(jí)電容雙電層電容當(dāng)在兩個(gè)電極上施加電場(chǎng)后，溶液中的陰、陽(yáng)離子分別向正、負(fù)電極遷移，在電極表面形成雙電層；撤消電場(chǎng)后，電極上的正負(fù)電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電層穩(wěn)定，在正負(fù)極間產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電位差。當(dāng)將兩極與外電路連通時(shí)，電極上的電荷遷移而在外電路中產(chǎn)生電流，溶液中的離子遷移到溶液中呈電中性，這便是雙電層電容的充放電原理。

圖雙電層電容器二、電容器的類型法拉第準(zhǔn)電容理論模型是由Conway首先提出，是在電極表面和近表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度可逆的化學(xué)吸脫附和氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。對(duì)于法拉第準(zhǔn)電容，其儲(chǔ)存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲(chǔ)，而且包括電解液離子與電極活性物質(zhì)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。

圖法拉第準(zhǔn)電容（二）超級(jí)電容三、電容器的應(yīng)用電容器的應(yīng)用電容器是電子設(shè)備中最基礎(chǔ)也是最重要的元件之一。電容器的產(chǎn)量占全球電子元器件產(chǎn)品（其他的還有電阻、電感等）中的40%以上?；旧纤械碾娮釉O(shè)備，小到充電器、數(shù)碼照相機(jī)，大到航天飛機(jī)、火箭中都可以見到它的身影。作為一種最基本的電子元器件，電容器對(duì)于電子設(shè)備來說就像食品對(duì)于人一樣不可缺少。電容器的種類繁多，用途非常廣泛，主要應(yīng)用在電源電路、信號(hào)電路、電力系統(tǒng)及工業(yè)中。（一）電容器的應(yīng)用三、電容器的應(yīng)用（一）電容器的應(yīng)用序號(hào)參數(shù)內(nèi)容1旁路旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)交流分路，把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉。2去耦去耦電容也稱退耦電容，它的作用是把輸出信號(hào)中的高頻干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。高頻旁路電容一般比較μF小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等，而去耦電容的容量一般較大，可能是10μF或者更大。3濾波濾波電容在電源整流電路中，主要用來濾除交流成分，使輸出的直流電更加平滑。4儲(chǔ)能電容器能夠儲(chǔ)存電能，是一種儲(chǔ)能元件，用于必要的時(shí)候釋放。例如照相機(jī)閃光燈、加熱設(shè)備等，如今某些電容的儲(chǔ)能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準(zhǔn)，一個(gè)電容儲(chǔ)存的電能可以供一部手機(jī)使用一天。5耦合耦合電容的作用就是利用電容“通交流、阻直流”的特性，將交流信號(hào)從前一級(jí)傳到下一級(jí)。實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02任務(wù)實(shí)施1.用電容檔檢測(cè)電容器某些數(shù)字萬用表具有測(cè)量電容的功能，其量程分為2000p、20n、200n、2μ和20μ五檔。測(cè)量時(shí)可將已放電的電容兩引腳直接插入表板上的Cx插孔，選取適當(dāng)?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)，如圖所示。

圖數(shù)字萬用表任務(wù)實(shí)施2000p檔，宜于測(cè)量小于2000pF的電容；20n檔，宜于測(cè)量2000pF至20nF之間的電容；200n檔，宜于測(cè)量20nF至200nF之間的電容；2μ檔，宜于測(cè)量200nF至2μF之間的電容；20μ檔，宜于測(cè)量2μF至20μF之間的電容。方法是：先找一只220pF左右的電容，用數(shù)字萬用表測(cè)出其實(shí)際容量C1，然后把待測(cè)小電容與之并聯(lián)測(cè)出其總?cè)萘緾2，則兩者之差（C1－C2）即是待測(cè)小電容的容量。用此法測(cè)量1～20pF的小容量電容很準(zhǔn)確。任務(wù)實(shí)施2.用電阻檔檢測(cè)電容器實(shí)踐證明，利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程，這實(shí)際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設(shè)數(shù)字萬用表的測(cè)量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過程中，每秒鐘即可看到n個(gè)彼此獨(dú)立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點(diǎn)，可以檢測(cè)電容器的好壞和估測(cè)電容量的大小。下面是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測(cè)電容器的方法，對(duì)于未設(shè)置電容檔的儀表很有實(shí)用價(jià)值。此方法適用于測(cè)量0.1μF～幾千μF的大容量電容器。任務(wù)實(shí)施01先測(cè)量電解電容器任意兩極間的漏電阻。03如果電解電容器性能良好的話，在兩次測(cè)量結(jié)果中，阻值大的一次便是正向接法，即紅表筆接電解電容器的負(fù)極，黑表筆接電解電容器的正極。02交換紅、黑表筆，再一次測(cè)量電解電容器的漏電阻。任務(wù)實(shí)施3.用電壓檔檢測(cè)電容器用數(shù)字萬用表直流電壓檔檢測(cè)電容器，實(shí)際上是一種間接測(cè)量法，此法可測(cè)量220pF～1μF的小容量電容器，并且能精確測(cè)出電容器漏電流的大小。感謝聆聽THANKYOU新能源汽車

電力電子技術(shù)任務(wù)二線圈認(rèn)知與檢測(cè)項(xiàng)目二新能源汽車電力電子元器件PowerElectronicsTechnologyforNewEnergyVehicles新能源汽車電池液冷測(cè)試在現(xiàn)代新能源汽車電池測(cè)試中使用是比較廣泛的，為此，新能源汽車電池液冷測(cè)試需保證良好的工作性能，避免故障的發(fā)生，如果遇到線圈被燒毀的話，需維修人員盡量找出原因，避免產(chǎn)生安全事故。假如你是一名新能源汽車維修工，你是如何檢測(cè)維修線圈的好壞呢？任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce學(xué)習(xí)目標(biāo)CourseObjectives能夠描述線圈的基本概念。能夠描述線圈的類型。能夠熟知線圈的應(yīng)用。具備檢測(cè)線圈的能力。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作；獲得分析問題和解決問題的基本方法；積極主動(dòng)與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成自我提升。新授NewTeaching01一、線圈的基本概念3（一）定義線圈通常指呈環(huán)形的導(dǎo)線繞組，最常見的線圈應(yīng)用有：馬達(dá)、電感、變壓器和環(huán)形天線等。電路中的線圈是指電感器，其中導(dǎo)線一圈一圈繞起來，導(dǎo)線彼此互相絕緣，而絕緣管可以是空心的，也可以包含鐵芯或磁粉芯。如圖1所示，為線圈的電路符號(hào)以及線圈實(shí)圖，用L表示，單位有亨利（H）、毫亨利（mH）、微亨利（uH）,1H=103mH=106μH。圖1不含鐵芯線圈/含鐵芯線圈一、線圈的基本概念（一）結(jié)構(gòu)線圈的結(jié)構(gòu)線圈通常由骨架、繞組、磁心及屏蔽罩等組成，根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，有的線圈沒有屏罩，有的線圈沒有磁心，還有的線圈連固架都沒有，只有繞組。如圖2所示，給出了電感線圈的結(jié)構(gòu)。圖2電感線圈的結(jié)構(gòu)一、線圈的基本概念（一）結(jié)構(gòu)骨架骨架常用的材料有陶瓷、塑料、電木以及電工紙板等。骨架的材料對(duì)線圈的質(zhì)量以及穩(wěn)定性都有一定的影響，一般是根據(jù)工作的條件來選取的。繞組大多數(shù)繞組由絕緣導(dǎo)線在線圈骨架上繞制而成，絕緣導(dǎo)線常用的有各種規(guī)格的漆包線及電磁線。一般來說，繞組需要的電感量越大，線圈的匝數(shù)也越多。磁心

線圈裝人磁心后，可以使線圈的電感量增大，或者說與同樣電感量的無磁心的線圈相比，帶磁心的線圈匝數(shù)可以減少，從而可以減少線圈的體積和分布電容，同時(shí)也提高了線圈的q值。屏蔽罩為了減小外界電磁場(chǎng)對(duì)線圈的影響以及線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)外界電路產(chǎn)生的耦合，往往在結(jié)構(gòu)上使用金屬罩將線圈封閉在內(nèi)，并將其可靠接地，以達(dá)到與外界電路隔離的要求。一、線圈的基本概念（一）結(jié)構(gòu)磁心有時(shí)為了調(diào)節(jié)線圈的電感量，可以通過調(diào)整磁心在線圈中的位置來實(shí)現(xiàn)。磁心通常使用錳鋅鐵氧體或鎳鋅鐵氧體磁性材料制作，根據(jù)使用的不同要求，可以制成各種形狀，如圖3所示。圖3電感線圈磁芯二、線圈的類型按電感形式分類按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類按工作性質(zhì)分類按繞線結(jié)構(gòu)分類空芯線圈鐵氧體線圈鐵芯線圈銅芯線圈。單層線圈多層線圈蜂房式線圈。天線線圈振蕩線圈扼流線圈陷波線圈偏轉(zhuǎn)線圈。固定電感可變電感三、線圈的應(yīng)用1.貼片線圈貼片線圈廣泛使用在共模濾波器、多頻變壓器、阻抗變壓器、平衡及不平衡轉(zhuǎn)換變壓器、抑制電子設(shè)備EMI噪音、個(gè)人電腦及外圍設(shè)備的USB線路、液晶顯示面板、低壓微分信號(hào)、汽車遙控式鑰匙等。圖4貼片線圈三、線圈的應(yīng)用2.固定電感線圈固定電感線圈包括有環(huán)型線圈、扼流線圈、共模線圈、鐵氧體磁珠、功率電感、有貼片型與引腳型可供選擇。廣泛使用在網(wǎng)路、電信、電腦、交流電源和周邊設(shè)備上。圖5固定電感線圈三、線圈的應(yīng)用3.閉磁路大電流表面貼裝功率電感閉磁路大電流表面貼裝功率電感的特點(diǎn)有理想的DC-DC轉(zhuǎn)換電感、大功率、高飽和電感器、直流電阻小、適合于大電流、帶裝或并卷輪包裝以便自動(dòng)表面安裝，應(yīng)用于錄放影機(jī)電源供應(yīng)器、錄放影機(jī)電源供應(yīng)器、液晶電視機(jī)、手提電腦、辦公自動(dòng)化設(shè)備、移動(dòng)通訊設(shè)備、直流/直流轉(zhuǎn)換器等。圖6閉磁路大電流表面貼裝功率電感三、線圈的應(yīng)用4.射頻電感廣泛使用在移動(dòng)電話、VCO、TCXO電路和射頻收發(fā)器模組、全球定位系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙模組、通訊設(shè)備、液晶電視、攝影機(jī)、筆記型電腦、噴墨印表機(jī)、影印機(jī)、顯示監(jiān)視器、游戲機(jī)、彩色電視、錄放影機(jī)、光盤機(jī)、攝影機(jī)、數(shù)位相機(jī)、汽車電子產(chǎn)品等。圖7射頻電感實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02任務(wù)實(shí)施3線圈的檢測(cè)所需設(shè)備及工具有：萬用表、貼片電感線圈。大多數(shù)電子元件，如電阻、電容、揚(yáng)聲器等，都是標(biāo)準(zhǔn)化的，但只要部分貼片電感線圈是按照規(guī)范生產(chǎn)的產(chǎn)品，如阻流圈、低頻阻流圈、振蕩線圈等。絕大多數(shù)貼片電感線圈是非標(biāo)準(zhǔn)元件，往往要根據(jù)實(shí)際需要自行制作。因此，非標(biāo)準(zhǔn)件的貼片電感線圈應(yīng)非常凌亂。為了保證貼片電感線圈的質(zhì)量要求，我們應(yīng)該非常注意安裝。任務(wù)實(shí)施線圈的檢測(cè)貼片電感線圈的檢測(cè)首先要檢測(cè)線圈的參數(shù)，然后判斷線圈的質(zhì)量和質(zhì)量。為了準(zhǔn)確測(cè)量電感線圈中的電感量和質(zhì)量因素Q值，一般需要Q表法阻抗分析儀測(cè)量。一般實(shí)際工作中一般不進(jìn)行此測(cè)試，檢查線圈通斷，可判斷Q值。圖8貼片電感線圈任務(wù)實(shí)施3線圈的檢測(cè)首先用萬用表電阻檔測(cè)量線圈的直流電阻，然后與原確認(rèn)的電阻貨物的標(biāo)稱電阻值進(jìn)行比較。如果測(cè)量的電阻值遠(yuǎn)高于標(biāo)稱電阻值，或者萬用表數(shù)值不穩(wěn)定，則可以判斷線圈斷線；如果測(cè)量的電阻值很小，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的短路或部分短路。通過以上可以得出結(jié)論，線圈是否可以使用，檢測(cè)電阻與標(biāo)稱電阻值相差不大，可以判斷線圈是好的。感謝聆聽THANKYOU新能源汽車

電力電子技術(shù)任務(wù)三晶閘管認(rèn)知與檢測(cè)項(xiàng)目二新能源汽車電力電子元器件PowerElectronicsTechnologyforNewEnergyVehicles目前已有越來越多的公司用薄膜電容替代電解電容。如比亞迪“秦”和特斯拉Model3都采用了薄膜電容器。同時(shí)，在DC/DC、電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等高壓電氣單元中，薄膜電容的使用量也會(huì)隨著新能源汽車的推廣和普及而上升。假如你是一名新能源汽車維修工，你是如何檢測(cè)維修電容器的好壞呢？任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce學(xué)習(xí)目標(biāo)CourseObjectives能夠描述晶閘管的定義。能夠描述晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形。能夠熟知晶體閘的類型。能夠熟知晶閘管的工作原理。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作；獲得分析問題和解決問題的基本方法；積極主動(dòng)與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成自我提升。新授NewTeaching01一、晶閘管的定義（一）定義晶閘管晶閘管是一種能夠通過控制信號(hào)控制其導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷的半控型器件，如圖1所示。由于其導(dǎo)通時(shí)刻可控，滿足了調(diào)壓要求。晶閘管具有體積小、效率高、動(dòng)作迅速、操作方便等特點(diǎn)，因而在生產(chǎn)實(shí)際中獲得了廣泛的應(yīng)用。晶閘管也有許多派生器件，如雙向晶閘管（TRIAC）、快速晶閘管（FST）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）和光控晶閘管（LATT）等。圖1電感線圈的結(jié)構(gòu)二、晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形3（一）晶閘管的結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)晶閘管是一種大功率半導(dǎo)體器件，它的內(nèi)部是PNPN4層結(jié)構(gòu)，形成了3個(gè)PN結(jié)（J1、J2、J3），并對(duì)外引出3個(gè)電極，晶閘管的等效結(jié)構(gòu)如圖2a）所示。由P1層和N2層引出的兩個(gè)電極，分別為陽(yáng)極A和陰極K，由P2層引出的電極是門極G（Gate），也稱控制極。從晶閘管的結(jié)構(gòu)圖可知，晶閘管的內(nèi)部可以看成是由3個(gè)二極管連接而成的。晶閘管的電氣符號(hào)如圖2b）所示。

a）等效結(jié)構(gòu)b）電氣符號(hào)圖2晶閘管的結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)二、晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形（二）晶閘管外形晶閘管的外形如圖3所示，圖中顯示出了塑封式、螺栓式、平板式和模塊式晶閘管的外形圖，常用的是螺栓式和平板式兩種。圖3晶閘管的外形二、晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形3晶閘管外形晶閘管在工作過程中會(huì)因損耗而發(fā)熱，因此必須安裝散熱器。螺栓式晶閘管是靠陽(yáng)極（螺栓）擰緊在鋁制散熱器上，可自然冷卻；平板式晶閘管由兩個(gè)相互絕緣的散熱器夾緊晶閘管，靠冷風(fēng)冷卻。和功率二極管一樣，額定電流大于200A的晶閘管采用平板式外形結(jié)構(gòu)。此外，晶閘管的冷卻方式還有水冷、油冷等。三、晶閘管的類型按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類普通晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管和光控晶閘管等多種。按關(guān)斷速度分類普通晶閘管高頻（快速）晶閘管按引腳和極性分類二極晶閘管三極晶閘管四極晶閘管按封裝形式分類金屬封裝晶閘管塑封晶閘管陶瓷封裝晶閘管按電流容量分類大功率晶閘管中功率晶閘管小功率晶閘管0102050403四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)電路為了說明晶閘管的工作原理，先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)電路如圖4所示。陽(yáng)極電源EA通過電位器RP連接負(fù)載RL（白熾燈），接到晶閘管的陽(yáng)極A與陰極K，組成晶閘管的主電路。流過晶閘管陽(yáng)極的電流稱陽(yáng)極電流IA，晶閘管陽(yáng)極和陰極兩端的電壓稱陽(yáng)極電壓UA。門極電源EG通過電阻Rg連接晶閘管的門極G，與陰極K組成控制電路（也稱觸發(fā)電路）。流過門極的電流稱門極電流IG，門極與陰極之間的電壓稱門極電壓UG。用燈泡來觀察晶閘管的通斷情況，見表1。該實(shí)驗(yàn)分以下9個(gè)步驟進(jìn)行。四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)圖4晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)電路四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)第1步：按圖a接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第2步：按圖b接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第3步：按圖c接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加正向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第4步：按圖d接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第5步：按圖e接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第6步：按圖f接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間也加正向電壓，指示燈亮，晶閘管導(dǎo)通。四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)第7步按圖g接線，去掉觸發(fā)電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第8步按圖h接線，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第9步按圖i接線，去掉觸發(fā)電壓，將電位器阻值加大，晶閘管陽(yáng)極電流減小，當(dāng)電流減小到一定值時(shí)，指示燈熄滅，晶閘管關(guān)斷。四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的情況實(shí)驗(yàn)時(shí)晶閘管條件實(shí)驗(yàn)后燈的情況結(jié)論陽(yáng)極電壓UA門極電壓UG導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)1暗反向零暗晶閘管在反向陽(yáng)極電壓作用下，不論門極為何電壓，它都出于關(guān)斷狀態(tài)。說明晶閘管具有單向?qū)щ娦浴?暗反向反向暗3暗反向反向暗4暗正向零暗晶閘管在正向極電壓作用下：1）正向阻斷狀態(tài)：門極加上反向電壓或者不加電壓，晶閘管不導(dǎo)通；2）正向?qū)顟B(tài)：門極加上正向電壓，晶閘管導(dǎo)通（閘流可控特性）。5暗正向反向暗6暗正向反向亮四、晶閘管的工作原理（一）晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的情況實(shí)驗(yàn)時(shí)晶閘管條件實(shí)驗(yàn)后燈的情況結(jié)論陽(yáng)極電壓UA門極電壓UG關(guān)斷實(shí)驗(yàn)1亮正向零亮已導(dǎo)通的晶閘管在正向陽(yáng)極電壓作用下，門極失去控制作用。2亮正向反向亮3亮正向反向亮4亮正向（逐漸減少到接近于零）任意暗品閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極電壓減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。四、晶閘管的工作原理（二）試驗(yàn)結(jié)論晶閘管導(dǎo)通條件通過上述實(shí)驗(yàn)可知，晶閘管導(dǎo)通必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：

（1）晶閘管陽(yáng)極和陰極（A-K）間加正向電壓。

（2）晶閘管控制極和陰極（G-K）間加合適的正向電壓。晶閘管一旦導(dǎo)通，門極即失去控制作用。為使晶閘管關(guān)斷，必須使其陽(yáng)極電流減小到一定數(shù)值以下，具體可通過增大負(fù)載使陽(yáng)極電流減小到零或使陽(yáng)極電壓反向的方法來實(shí)現(xiàn)。四、晶閘管的工作原理（二）晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷原理晶閘管的等效電路將內(nèi)部是4層PNPN結(jié)構(gòu)的晶閘管看成是由一個(gè)PNP型和一個(gè)NPN型晶體管連接而成的等效電路，如圖5所示。晶閘管的陽(yáng)極A相當(dāng)于PNP型晶體管VT1的發(fā)射極，晶閘管的陰極K相當(dāng)于NPN型晶體管VT2的發(fā)射極。圖5晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷原理的等效電路四、晶閘管的工作原理（二）晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷原理晶閘管的導(dǎo)通原理當(dāng)晶閘管陽(yáng)極承受正向電壓，控制極也加正向電壓時(shí)，晶體管VT2處于正向偏置，EG產(chǎn)生的控制極電流IG就是VT2的基極電流IB2；VT2的集電極電流IC2=β2IG。而IC2又是晶體管VT1的基極電流IB1，VT1的集電極電流IC1=β1IC2=β1β2IG（β1和β2分別是VT1和VT2的電流放大系數(shù)）。電流IC1又流入VT2的基極，再一次被放大。這樣循環(huán)下去，形成了強(qiáng)烈的正反饋，使兩個(gè)晶體管很快達(dá)到飽和導(dǎo)通，這就是晶閘管的導(dǎo)通過程。導(dǎo)通后，晶閘管上的壓降很小，電源電壓幾乎全部加在負(fù)載上，晶閘管中流過的電流即負(fù)載電流。其正反饋過程如下：IG↑→IB2↑→IC2（IB1）↑→IC1↑→IB2↑。在晶閘管導(dǎo)通之后，它的導(dǎo)通狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋?zhàn)饔脕砭S持，此時(shí)IB2=IC1+IG，而IC1>>IG，即使控制極電流消失IG=0，IB2仍足夠大，晶閘管仍將處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，控制極的作用僅是觸發(fā)晶閘管使其導(dǎo)通，導(dǎo)通之后，控制極就失去了控制作用。四、晶閘管的工作原理（二）晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷原理晶閘管的關(guān)斷原理要想關(guān)斷晶閘管，必須將陽(yáng)極電流減小到使之不能維持正反饋的程度，也就是將晶閘管的陽(yáng)極電流減小到小于維持電流。可采用的方法有：增大負(fù)載使晶閘管陽(yáng)極電流減小到一定數(shù)值下，使其不能維持導(dǎo)通；將陽(yáng)極電源斷開，使陽(yáng)極電流為零；改變晶閘管陽(yáng)極電壓的方向，即在陽(yáng)極和陰極間加反向電壓，破壞等效晶體管的工作條件。實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02任務(wù)實(shí)施晶閘管的檢測(cè)所需設(shè)備及工具有：萬用表、兆歐表、晶閘管。晶閘管，俗稱可控硅，可以分為單相可控硅和雙向可控硅，這兩種晶閘管的結(jié)構(gòu)分別如圖6和7所示：圖6單相可控硅結(jié)構(gòu)圖圖7雙相可控硅結(jié)構(gòu)任務(wù)實(shí)施1.檢查逆導(dǎo)性選擇萬用表R×1檔，黑表筆接K極，紅表筆接A極，電阻值應(yīng)為5～10Ω。若阻值為零，證明內(nèi)部二極管短路；電阻為無窮大，說明二極管開路。2.測(cè)量正向直流轉(zhuǎn)折電壓V（B0）接好電路，再按額定轉(zhuǎn)速搖兆歐表，使RCT正向擊穿，由直流電壓表上讀出V（B0）值。任務(wù)實(shí)施3.檢查觸發(fā)能力實(shí)例：使用500型萬用表和ZC25-3型兆歐表測(cè)量一只S3900MF型逆導(dǎo)晶閘管。依次選擇R×1k、R×100、R×10和R×1檔測(cè)量A-K極間反向電阻，同時(shí)用讀取電壓法求出出內(nèi)部二極管的反向?qū)妷篤TR（實(shí)際是二極管正向電壓VF）。再用兆歐表和萬用表500VDC檔測(cè)得V（B0）值。全部數(shù)據(jù)整理成如表所示。由此證明被測(cè)RCT質(zhì)量良好。任務(wù)實(shí)施萬用表兆歐表電阻值（Ω）

（格）

（V）

（V）R×1K－2.6K100.30－R×100－360130.39－R×10－52170.51－R×1－8220.65－500VZC25-310M－－320表1檢查觸發(fā)能力（1）S3900MF的VTR<0.8V，宜選R×1K檔測(cè)量。（2）若再用讀取電流法求出ITR值，還可以繪制反向伏安特性。注意事項(xiàng)任務(wù)實(shí)施3注意事項(xiàng)1）一般小功率晶閘管不需加散熱片，但應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件，如大功率電阻、大功率三極管以及電源變壓器等。對(duì)于大功率晶閘管，必須按手冊(cè)申的要求加裝散熱裝置及冷卻條件，以保證管子工作時(shí)的溫度不超過結(jié)溫。2）晶閘管在使用中發(fā)生超越和短路現(xiàn)象時(shí)，會(huì)引發(fā)過電流將管子燒毀。對(duì)于過電流，一般可在交流電源中加裝快速保險(xiǎn)絲加以保護(hù)。快速保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間極短，一般保險(xiǎn)絲的額定電流用晶閘管額定平均電流的1.5倍來選擇。任務(wù)實(shí)施3注意事項(xiàng)交流電源在接通與斷開時(shí)，有可能在晶閘管的導(dǎo)通或阻斷對(duì)出現(xiàn)過壓現(xiàn)象，將管子擊穿。對(duì)于過電壓，可采用并聯(lián)RC吸收電路的方法。因?yàn)殡娙輧啥说碾妷翰荒芡蛔?，所以只要在晶閘管的陰極及陽(yáng)極間并取RC電路，就可以削弱電源瞬間出現(xiàn)的過電壓，起到保護(hù)晶閘管的作用。當(dāng)然也可以采用壓敏電阻過壓保護(hù)元件進(jìn)行過壓保護(hù)。感謝聆聽THANKYOU新能源汽車

電力電子技術(shù)任務(wù)四功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管認(rèn)知與檢測(cè)項(xiàng)目二新能源汽車電力電子元器件PowerElectronicsTechnologyforNewEnergyVehicles車輛在工作時(shí)頻繁起停導(dǎo)致逆變器中的功率半導(dǎo)體器件需要承受各種沖擊力。逆變器的功率密度和電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出密切相關(guān)。車規(guī)級(jí)功率模塊的功率半導(dǎo)體器件主要包括碳化硅基功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。假如你是一名新能源汽車維修工，你是如何檢測(cè)維修功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的好壞呢？任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce學(xué)習(xí)目標(biāo)CourseObjectives能夠描述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的定義。能夠描述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用。能夠熟知功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的類型。能夠描述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作；獲得分析問題和解決問題的基本方法；積極主動(dòng)與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成自我提升。新授NewTeaching01一、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的定義（一）定義場(chǎng)效應(yīng)晶體管場(chǎng)效應(yīng)晶體管（單極型）是利用電場(chǎng)效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是電壓控制元件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號(hào)源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。圖1場(chǎng)效應(yīng)晶體管一、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的定義（一）定義功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管即MOSFET，其原意是：MOS（MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（FieldEffectTransistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場(chǎng)的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體（S）的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。圖2功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管二、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗適合作阻抗變換。常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。0102050403三、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的類型場(chǎng)效應(yīng)管按溝道材料型和絕緣柵型按導(dǎo)電方式場(chǎng)效應(yīng)晶體管N溝道P溝道結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管注意：MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。耗盡型增強(qiáng)型結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）四、晶閘管的結(jié)構(gòu)、電氣符號(hào)和外形LogoHere圖3功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)

圖4不同類型功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電路圖符號(hào)五、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn)010305060402功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸入端電流極小，因此它的輸入電阻很大。它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù)。由于不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的少子擴(kuò)散引起的散粒噪聲，所以噪聲低。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管是電壓控制器件，它通過VGS(柵源電壓)來控制ID（漏極電流）。利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，因此它的溫度穩(wěn)定性較好。功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的抗輻射能力強(qiáng)。實(shí)訓(xùn)PracticalTraining02任務(wù)實(shí)施晶閘管的檢測(cè)所需設(shè)備及工具有：萬用表、兆歐表、晶閘管。晶閘管，俗稱可控硅，可以分為單相可控硅和雙向可控硅，這兩種晶閘管的結(jié)構(gòu)分別如圖6和7所示：圖6單相可控硅結(jié)構(gòu)圖圖7雙相可控硅結(jié)構(gòu)任務(wù)實(shí)施1.判定柵極G將萬用表?yè)苤翚W姆檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻，若發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)腳與另外兩腳的電阻均呈現(xiàn)無窮大，并且交換表筆后仍為無窮大，則證明此腳為G極，因?yàn)樗土硗鈨蓚€(gè)管腳是絕緣的。步驟1：N型檢測(cè)：紅筆接G端，黑筆接D端；紅筆接S端，黑筆接G端。如圖5所示。圖5N型檢測(cè)任務(wù)實(shí)施1.判定柵極G步驟2：P型檢測(cè)：紅筆接D端，黑筆接G端；紅筆接S端，黑筆接G端。如圖6所示。圖6P型檢測(cè)任務(wù)實(shí)施2.判定源極S、漏極D在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識(shí)別S極與D極。用交換表筆法測(cè)兩次電阻，其中電阻值較?。ㄒ话銥閹浊W至十幾千歐）的一次為正向電阻，當(dāng)黑表筆的是S極，紅表筆接D極，為N型；當(dāng)紅表筆的是S極，黑表筆接D極，為P型。步驟1：P型檢測(cè)：紅筆接S端，黑筆接D端，如圖7所示。圖7P型檢測(cè)

任務(wù)實(shí)施2.判定源極S、漏極D步驟2：N型檢測(cè)：紅筆接D端，黑筆接S端，如圖8所示。圖8N型檢測(cè)感謝聆聽THANKYOU新能源汽車

電力電子技術(shù)任務(wù)五絕緣柵雙極型晶體管認(rèn)知項(xiàng)目二新能源汽車電力電子元器件PowerElectronicsTechnologyforNewEnergyVehicles絕緣柵雙極型晶體管是新能源汽車中的核心元器件。絕緣柵雙極型晶體管在新能源汽車中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)整車的性能有著重要的影響。絕緣柵雙極型晶體管在新能源汽車中的主要應(yīng)用包括電機(jī)控制器、車載充電器（OBC）、車載空調(diào)、以及為新能源汽車充電的直流充電樁中。假如你是一名新能源汽車維修工，你是如何檢測(cè)維修絕緣柵雙極型晶體管的好壞呢？任務(wù)導(dǎo)入Tasktointroduce學(xué)習(xí)目標(biāo)CourseObjectives能夠描述絕緣柵雙極型晶體管的定義。能夠描述絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)。能夠描述絕緣柵雙極型晶體管的性能。能夠介紹絕緣柵雙極型晶體管的針腳。與小組成員、同學(xué)之間能合作交流，協(xié)調(diào)工作；獲得分析問題和解決問題的基本方法；積極主動(dòng)與小組成員交流、討論學(xué)習(xí)成果，取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成自我提升。新授NewTeaching01一、絕緣柵雙極型晶體管的定義（一）定義特點(diǎn)絕緣柵雙極型晶體管（Insulate-GateBipolarTransistor—IGBT）綜合了電力晶體管（GiantTransistor—GTR）和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（PowerMOSFET）的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性，應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛；絕緣柵雙極型晶體管也是三端器件：柵極、集電極和發(fā)射極。驅(qū)動(dòng)器絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管并對(duì)其整體性能進(jìn)行調(diào)控的裝置，它不僅影響了絕緣柵雙極型晶體管的動(dòng)態(tài)性能，同時(shí)也影響系統(tǒng)的成本和可靠性。驅(qū)動(dòng)器的選擇及輸出功率的計(jì)算決定了換流系統(tǒng)的可靠性。一、絕緣柵雙極型晶體管的定義（一）定義了解更多采用光電耦合器分類1了解更多采用脈沖變壓器分類2從電路隔離方式看,絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)器可分成兩大類兩者均可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸及電路的隔離。二、絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)（二）結(jié)構(gòu)圖1N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)二、絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)（二）結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)，如圖1所示，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極（即發(fā)射極E），N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極（即門極G）。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)（包括P+和P-區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是絕緣柵雙極型晶體管特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極（即集電極C）。二、絕緣柵雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)（二）結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)絕緣柵雙極型晶體管的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP（原來為NPN）晶體管提供基極電流，使絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使絕緣柵雙