电力电子器件应用的共性问题ppt课件.ppt

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1、第9章电力电子器件应用的共性问题9.1电力电子器件的驱动9.2电力电子器件的保护9.3电力电子器件的串联使用和并联使用本章小结本章要点■本章要点◆对电力电子器件驱动电路的基本要求。◆在驱动电路中实现电力电子主电路和控制电路电气隔离的基本方法和原理。◆对晶闸管触发电路的基本要求以及典型触发电路的基本原理。◆对电力MOSFET和IGBT等全控型器件驱动电路的基本要求以及典型驱动电路的基本原理。◆电力电子器件过电压的产生原因和过电压保护的主要方法及原理。◆电力电子器件过电流保护的主要方法及原理。◆电力电子器件缓冲电路的概念、分类、典型

2、电路。◆电力电子器件串联和并联使用的目的、基本要求以及具体注意事项。29.1电力电子器件的驱动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39.1.1电力电子器件驱动电路概述■驱动电路◆是电力电子主电路与控制电路之间的接口。◆良好的驱动电路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。◆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◆按控制目标的要求给器件施加开通或关断的信号。◆对半

3、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。49.1.1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。◆光隔离一般采用光耦合器☞光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。☞有普通、高速和高传输比三种类型。◆磁隔离的元件通常是脉冲变压器ERERERa)b)c)UinUoutR1ICIDR1R1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59.1.1电力电子器件驱动电路概述■驱动电路的分类◆按照驱动电路

4、加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型两类。◆晶闸管的驱动电路常称为触发电路。■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。69.1.2晶闸管的触发电路图9-3常见的晶闸管触发电路■常见的晶闸管触发电路◆由V2、V3构成的脉冲放大环节和脉冲变压器TM和附属电路构成的脉冲输出环节两部分组成。◆当V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶

5、闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。◆VD1和R3是为了V2、V3由导通变为截止时脉冲变压器TM释放其储存的能量而设的。◆为了获得触发脉冲波形中的强脉冲部分，还需适当附加其它电路环节。79.1.3典型全控型器件的驱动电路tOib◆GTR☞开通的基极驱动电流应使其处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和深饱和区。☞关断时，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施加一定幅值（6V左右）的负偏压。☞GTR的一种驱动电路√包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。☞驱动GTR的集成驱动电路中，THOMSON公司

6、的UAA4002和三菱公司的M57215BL较为常见。图9-6理想的GTR基极驱动电流波形图9-7GTR的一种驱动电路89.1.3典型全控型器件的驱动电路图9-8电力MOSFET的一种驱动电路■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专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L，其输入信号电流幅值为16mA，输出最大脉冲电流为+2A和-3A，输出驱动电压+15V和-10V。99.1.3典型全控型器件的驱动电路图9-9M57962L型IGBT驱动器的原理和接

7、线图◆IGBT☞多采用专用的混合集成驱动器，常用的有三菱公司的M579系列（如M57962L和M57959L）和富士公司的EXB系列（如EXB840、EXB841、EXB850和EXB851）。109.2电力电子器件的保护9.2.1过电压的产生及过电压保护9.2.2过电流保护9.2.3缓冲电路119.2.1过电压的产生及过电压保护■过电压分为外因过电压和内因过电压两类。■外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因，包括◆操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起的过电压。◆雷击过电压：由雷击引起的过电压。■内因过电压主要来自

8、电力电子装置内部器件的开关过程，包括◆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，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：全控型器件在较高频率下工作，当器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电