电力电子技术4.ppt

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1、电力电子电路的驱动、保护与控制包括如下内容：（1）电力电子开关管的驱动：驱动器接收控制系统输出的控制信号，经处理后发出驱动信号给开关管，控制开关器件的通、断状态。（2）过流、过压保护：包括器件保护和系统保护两个方面。检测开关器件的电流、电压，保护主电路中的开关器件，防止过流、过压损坏开关器件。检测系统电源输入、输出以及负载的电流、电压，实时保护系统，防止系统崩溃而造成事故。（3）缓冲器：在开通和关断过程中防止开关管过压和过流，减小du/dt、di/dt,减小开关损耗。第4章电力电子器件的驱动与保护4.1电力电子

2、器件驱动电路4.1.1电力电子器件驱动电路概述驱动电路——主电路与控制电路之间的接口使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现驱动电路的基本任务：将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号对半控型器件只需提供开通控制信号对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号驱动电路还要提供控制电路与主电路之

3、间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。光隔离一般采用光耦合器磁隔离的元件通常是脉冲变压器光耦合器的类型及接法图a)普通型b)高速型c)高传输比型电流驱动型和电压驱动型：具体形式可为分立元件的，但目前的趋势是采用专用集成驱动电路。双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。为达到参数最佳配合，首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。4.1.2晶闸管触发电路1晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，确保晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。晶闸管触发导通后，门极即失去控制作用。2触发信

4、号的形式可以是交流形式，也可以是直流形式。为减少门极的损耗及触发电路的功率，触发信号通常采用脉冲形式。3晶闸管对触发电路的基本要求1）触发信号应有足够大的功率。2）晶闸管的触发电压必须与其主回路的电源电压保持某种固定的相位关系，即实现同步。3）为了使电路能在给定范围内工作，必须保证触发脉冲有足够的移相范围。4）触发脉冲信号应有足够的宽度，且前沿要陡。5）为使并联晶闸管元件能同时导通，触发电路应能产生强触发脉冲。6）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。IIMt1t2t3t4t1～t2脉冲前沿上

5、升时间（<1s）t1～t3强脉宽度（大于50s）IM强脉冲幅值（3IGT~5IGT）t1～t4脉冲宽度（大于550s）I脉冲平顶幅值（1.5IGT~2IGT）IGT——门极触发电流在室温下，晶闸管加6V正向阳极电压时，使器件完全导通所必需的最小门极电流称为门极触发电流。理想的晶闸管触发脉冲电流波形4同步信号为锯齿波的触发电路该电路输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲。组成：是由分立元件构成，有5个基本环节：锯齿波的形成和脉冲移相，同步检测环节，脉冲的形成、放大与输出

6、，强触发和双窄脉冲形成环节。（1）锯齿波的形成和脉冲移相环节锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等；本电路采用恒流源电路方案，由VT1、VT2、VT3和C2等元件组成，VT1、DZ、RP1和R3为一恒流源电路。当VT2截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电，所以C2两端电压uc为I1cuc随时间按线性增长，即VT3的基极电位ub3线性增长，其斜率为I1c/C。当VT2导通时，由于R4阻值很小，所以C2迅速放电，使ub3电位迅速降到零。当VT2周期性地关断和导通时，ub3便形成一锯齿波.VT2的

7、截止持续时间就是锯齿波的宽度，VT2的开关频率就是锯齿波的频率。同样ue3也是一个锯齿波电压，如图。VT3为一射极跟随器，其作用是减小控制回路的电流对锯齿波电压的影响。调节电位器RP1，即改变C2的恒定充电电流I1c，可调节锯齿波斜率。（2）脉冲移相环节VT4基极电位由锯齿波电压ue3、控制电压uk、直流偏移电压up三者共同作用的叠加值所决定，它们分别通过电阻R6、R7、R8与基极相连。uh为锯齿波电压ue3单独作用在VT4基极b4时的电压，其值为可见uh仍为一锯齿波，但斜率比ue3低。同理，up单独作用时VT

8、4基极b4时的电压为所以它仍为一条与up平行的直线，但绝对值比up小，如图。uk单独作用VT4基极b4时的电压为也为与uk平行的一直线，但绝对值比uk小。upuk如果uk=0，up为负值时，ub4点的波形由uh+up1确定。当uk为正值时，ub4点的波形由uh+up1+uk1确定。当ub4电压等于0.7V后，VT4导通，VT4经过M点时使电路输出脉冲。之后ub4一直被钳位在0.7V。M