《器件的驱动》PPT课件

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1、电力电子器件器件的驱动9.1.1电力电子器件驱动电路概述9.1.2晶闸管的触发电路9.1.3典型全控型器件的驱动电路9.1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性能良好的驱动电路，可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意义。器件的驱动电路除完成驱动功能外，往往还完成故障保护和电气隔离。9.1.19.1.1电力电子器件驱动电路概述驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。光隔离一般

2、采用光耦合器,用于数十khz以下磁隔离的元件通常是脉冲变压器,最高可达几MHZ图9-1光耦合器的类型及接法a)普通型b)高速型c)高传输比型9.1.1电力电子器件驱动电路概述按照驱动信号的性质分，可分为电流驱动型和电压驱动型。驱动电路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。分类晶闸管的触发电路晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门限触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由

3、阻断转为导通。晶闸管触发电路满足下列要求：9.1.21.触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通。对感性和反电势负载用宽脉冲或脉冲列触发。三相全桥式采用宽于60度或采用相隔60度的双窄脉冲。2.触发脉冲应有足够的幅度。对户外寒冷地区，脉冲电流的幅度应增大为器件触发电流的3-5倍，脉冲前沿的陡度也需要增加，一般需达1-2A/us。3.不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。4.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。晶闸管的触发电路可控硅常见触发驱动电路：b1端高压—>V1通-V2导通

4、—>脉冲变压器初级电流通过—>脉冲变压器次极感应电压（上正下负）—>VD2导通—>通过R4限流输出正脉冲b1端低电平—>V1截止—>V2截止—>TM脉冲变压器初级经过R3和VD，构成反方向电流通过—>脉冲变压器次极感应电压（上负，下正）—>VD2截止—>无脉冲输出图9-2理想的晶闸管触发脉冲电流波形t1~t2脉冲前沿上升时间（<1s）t1~t3强脉宽度IM强脉冲幅值（3IGT~5IGT）t1~t4脉冲宽度I脉冲平顶幅值（1.5IGT~2IGT）图9-3常见的晶闸管触发电路9.1.2ItIMt1t

5、2t3t4典型全控型器件的驱动电路GTR是电流驱动型器件导通GTR的基极驱动电流应使其处于准饱和导通状态，使之不进入放大区或深饱和区。关断GTR时，施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗，关断后同样应在基射极之间加一个负偏压（6V左右）9.1.31.电流驱动型器件的驱动电路图9-6理想的GTR基极驱动电流波形tOib图9-7是一种典型的GTR基极驱动电路。图中VD2和VD3构成贝克钳位电路，可使GTR处于临界饱和导通。图中C2为开通加速电容。电路分析：A端高电平——>光耦通电流——>V2导通——>

6、V3截止——>V4通——>V5通，V6截止——>通过C2，R5在GTR基极加入脉冲电流A端低电平——>光耦不通——>V2截止——>V3导通——>V4，V5截止——>V6导通——>通过VD4，R5，GTR基极反向抽流，加速GTR截止图9-7GTR的一种驱动电路9.1.3VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2典型全控型器件的驱动电路2.电压驱动型器件的驱动电路电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件电力MOSFET和IGBT的栅射极之间都有数百

7、至数千皮法的极间电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路具有较小的输出电阻。MOSFET栅极驱动电压一般取10-15V。IGBT取15-20V关断时施加一定幅值的负驱动电压（-5~-15V）有利于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入一只低值电阻可以减小寄生振荡。9.1.3电力MOSFET的一种驱动电路A+-MOSFET20V20VuiR1R3R5R4R2RGV1V2V3C1-VCC+VCC典型全控型器件的驱动电路9.1.3图中A为高速放大器，V2和V3构成图腾柱输出驱动电路。背靠背反串稳压管用于MOSFET门极

8、保护。工作原理分析如下：Ui无信号——>V1截止——>放大器A输出负电平——>V3通——>MOSFET栅极反向抽流，加速关断Ui有信号——>光耦通——>V1通——>放大器输出正电平——>V2通——>+Vcc->V2->R2构成通路向MOSFET栅极充电，加速MOSFET导通实际应用如功率器件的用量较大或可靠性要求较高，可选用集成驱动电路如驱动GTR的有：THOMSON的UAA4002，三菱公司的M57215BL驱