电力电子器件带来的车辆电磁兼容问题解决办法

1.电力电子器件的分类

按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将其分为三类。

（1）半控型器件 通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件称为半控型器件。这类器件主要是指晶闸管及其大部分派生器件，器件的关断完全是由它在主电路中承受的电压和电流决定的。

（2）全控型器件 通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件被称为全控型器件。由于与半控型器件相比，可以由控制信号控制其关断，因此又称为自关断器件。这类器件品种很多，目前最常用的是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和电力场效应晶体管（电力MOSFET），在处理兆瓦级大功率电能的场合，门极关断（GTO）晶闸管应用也较多。

（3）不可控器件 不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件称为不可控器件。它不需要驱动电路，如电力二极管。

还可以根据器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，将电力电子器件分为单极型器件、双极型器件和复合型器件三类。

2.常用电力电子器件的优缺点(www.xing528.com)

电力晶体管（GTR）优点：耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低；缺点：开关速度低，由于是电流驱动，故所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题。

GTO优点：电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强；缺点：开关频率低，关断时门极负脉冲电流大，驱动电路复杂，所需驱动功率大。

电力MOSFET优点：开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题；缺点：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

IGBT优点：开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，输入阻抗高，通态压降较低，驱动功率小；缺点：开关速度低于电力MOSFET，电压、电流容量不及GTO。

基于上述电力电子器件的优缺点，在现代汽车，尤其是新能源车辆上，需要DC/DC、DC/AC等电源转换的场合，设计人员基本都选取了电力MOSFET或者IGBT。但是由于这些电力电子器件都是工作在高电压、大电流的状态，且工作的开关频率很高，于是不可避免地给车辆带来频带较宽的电磁骚扰问题。半导体变流装置主电路的核心部件是各类功率半导体器件，如功率二极管、大功率晶体管、晶闸管、复合场控功率晶体管和功率场效应晶体管等。而这些装置的控制部分，常常应用各种大规模数字集成电路、DSP和CPU芯片等高速集成电路。因此，在这类电力电子装置中，无论是主回路还是控制回路，在器件开关过程中，di/dt值均较大，它们通过线路或元器件的引线电感引起瞬态电磁噪声。该噪声频率可高达几十至几百千赫兹乃至几兆赫兹，成为不可忽视的噪声源。因此，对于这些用在车辆上的电力电子器件，需要我们足够的重视，并对之采取电磁兼容防护措施，以实现车辆良好的电磁兼容性。