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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近些年来，随着电力电子技术的迅速发展和推广，电力电子器件及其应用装置已日益广泛地应用和渗透到能源、交通运输、环境、先进装备制造、激光、航空航天及航母、舰船、坦克、第5代战机、激光炮、电磁炮等诸多现代化国防武器装备重要领域，这与近30多年来电力电子器件与电力电子技术的飞速发展和电力电子的重要作用密切相关。而且电力电子还是现代科学、工业和国防的重要支撑技术，功率器件是电力电子技术的核心和基础，其应用是电力电子技术发展的驱动力。但电力电子器件作为电力电子电路中的一种开关器件，在电路中控制电路的开通、关断的同时有一定的功率损耗，若电路工作频率不高，主要是通态损耗；若工作频率高，主要是开关损耗；这就需要我们对电力电子器件功率损耗有一定的分析和研究，找到其功率损耗的主要原因，以及提出减小损耗的合理性措施是很有必要的，对电力电子器件功率损耗的研究不仅能减小电路中的能量，延长器件的寿命，而且对与电力电子器件有关的重要应用领域取得突破性进展也有很大的帮助。虽然一直以来都有很多关于电力电子器件功率损耗的研究，但最终还是未能彻底解决此难题，因为电力电子器件的应用广泛性，以及现代科技在这方面发展的迅速性，所以，对电力电子器件功率损耗的研究和分析是不可避免的，本文就此对GTO、GTR、MOSFET和IGBT功率损耗进行简单的研究，并通过simulink仿真电路运行得到其功率曲线图。

国内外研究现状

从50年代由美国通用电气公司发明的晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端，随后派生出多种晶闸管；70年代后期开始GTO、GTR相继实用化，此后各种高频率器件不断问世。随着理论研究和工艺水平的不断提高，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极性晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，被称作第二代电力电子器件。80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型第三代电力电子器件异军突起，而进入90年代电力电子器件开始朝着智能化、功率集成化发展，这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。现代电力电子器件仍然向大功率、易驱动和高频化方向发展，当前主要器件为IGBT、IGCT、MCT、IEGT、IPEM、PIC。电力电子器件从刚开始的大容量化到低功率、多功能化发展到近几年的智能化，电力电子器件器件已经能够深入到能源、交通运输、航空航天及航母、舰船、坦克、第五代战机、激光炮、电磁炮等现代化国防武器件装备诸多重要领域。

2. 研究的基本内容

（1）简要了解课题背景、simulink软件仿真技术的应用性，电力电子器件的使用情况以及发展趋势；

（2）深入学习gto、gtr、mosfet和igbt等四种电力电子器件的工作原理、特定参数、基本功能和在通态、关断、开关三种状态下损耗情况，并掌握其基本功能、特定参数和工作原理；

（3）设计电力电子电路，得出能在simulink仿真情况下运行得到电力电子器件处于通态时功率损耗线路图的电路；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

学习并掌握各种电力电子器件，了解他们在电力电子电路中的应用，知道电力电子器件功率损耗的主要形式，学会应用matlab中的simulink仿真电路，熟悉simulink中需要使用的器件，后期应用matlab软件仿真，得出几种电力电子器件功率损耗线路图，最后分析几种电力电子器件功率损耗的主要原因，并适当给出一定减少损耗的合理可实施措施。

进度：

4. 参考文献

[1]王兆安、刘进军. 电力电子技术（第五版）[m].机械工业出版社，2010

[2]孙汉林.电力电子器件应用 [m].机械工业出版社，2008

[3]宋昌才.电力电子器件及其应用 [m].化学工业出版社，2010