电力电子技术 第２版 教学课件 作者 黄家善 主编 - 副本第3章 全控型器件的驱动及其它共性问题.ppt

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1、第三章全控型器件的驱动及其他共性问题第一节典型全控型电力电子器件的驱动第二节电力电子器件的保护第三节电力电子器件的缓冲电路第四节电力电子器件的串、并联使用第一节典型全控型电力电子器件的驱动一、驱动电路概述1.驱动电路定义：主电路与控制电路之间的接口2.驱动电路的基本任务：将电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换使电力电子器件开通或关断的信号（加在控制端和公共端之间）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。3.驱动电路的形式分立元件构成专用的集成驱动

2、电路4.控制电路与主电路之间的电气隔离环节磁隔离的元件通常是脉冲变压器光隔离一般采用光耦合器(光耦）。其连接类型分别有普通型、高速型、高传输比型。归纳1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使电力电子器件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、安全性有重要意义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。驱动电路对半控型器件提供开通控制信号关断信号开通信号对全控型器件提供驱动电路提供

3、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）。驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号电流驱动型电压驱动型晶闸管电流驱动型器件半控型器件触发电路晶闸管的驱动电路归纳25.电流驱动型和电压驱动型：根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的信号的性质，将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型。二、驱动电路1.电流驱动型器件的驱动电路（GTO、GTR）GTO的开通控制：与普通晶闸管相似，但对脉冲前沿的幅值和陡度要求高，且一般需在整个导通期间施加正门极电流；关断：施加负门极电流，对

4、其幅值和陡度的要求更高，关断后还应在门阴极施加约5V的负偏压以提高抗干扰能力。推荐的GTO门极电压电流波形GTO驱动电路通常包括：开通电路、关断电路和门极反偏电路三部分。典型GTO驱动电路的解释：二极管VD1和电容C1提供+5V电压VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V电压。VD4和电容C4提供-15V电压V1开通时，输出正强脉冲V2开通时输出正脉冲平顶部分V2关断而V3开通时输出负脉冲V3关断后R3和R4提供门极负偏压栅源间、栅射间有数千皮法（PF)的电容，为快速建立驱动电压，要求驱

5、动电路输出电阻小；开通的驱动电压应达一定值：MOSFET10~15V，IGBT15~20V；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（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。2.电压驱动型器件的驱动电路电力MOSFET的一种驱动电路：电气隔离和晶体管放大电路两部分无输入信号时高速放大器A输出负电平,V3导通输出负驱动电压当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压电力MOSFET的一种驱动电路IGBT

6、的驱动多采用专用的混合集成驱动器第二节电力电子器件的保护一、过电压的产生及过电压保护1.过电压的产生原因外因过电压:主要来自雷击和系统中的操作过程等外因(1) 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起(2) 雷击过电压：由雷击引起（浪涌过电压）内因过电压:主要来自电力电子装置内部器件的开关过程(1) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压；(2) 关断过电压：全控型器

7、件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。过电压的产生过电压外因过电压内因过电压操作过电压雷击过电压换相过电压关断过电压换相过电压晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。电力电子器件换相（关断）时的尖峰过电压波形，如图所示：2.过电压的保护措施针对过电压形成的不同原因，可采用

8、不同的抑制方法。常用在回路中接入吸收能量的元件，称为吸收回路。（1）阻容吸收（操作过电压、换相过电压、关断过电压）（2）压敏电阻（吸收浪涌过电压）压敏电阻外形同瓷介电容特性曲线同正反相稳压管压敏电阻的接法：单相联接三相星形联接过电压抑制措施及配置位置F避雷器D变压器静电屏蔽层C静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RV压敏电阻过电压抑制器RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路RC4