[工学]第1章 电力电子器件2.pptVIP

《电力电子技术》 电子教案 第1章 电力电子器件2 1.6 电力电子器件器件的驱动 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述 1.6.2 晶闸管的触发电路 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 1.6.1 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 ■ 1.6.1 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 ??磁隔离的元件通常是脉冲变压器 图1-25 光耦合器的类型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型 ■ 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述 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 ■ 1.6.2 晶闸管的触发电路 作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通 广义上讲，还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路 晶闸管触发电路应满足下列要求： 触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念） 触发脉冲应有足够的幅度 不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内 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 ■ 1.6.2 晶闸管的触发电路 V1、V2构成脉冲放大环节 脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节 ?V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲 VD1和R3是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲变压器TM释放其储存的能量而设 图1-26　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1-27 常见的 晶闸管触发电路 ■ 1.6.3 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 栅源间、栅射间有数千皮法的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小 使MOSFET开通的驱动电压一般10~15V，使IGBT开通的驱动电压一般15 ~ 20V 关断时施加一定幅值的负驱动电压（一般取 -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 ■ 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 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? 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。 图1-32 电力MOSFET的 一种驱动电路 ■ 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 IGBT的驱动：多采用专用的混合集成驱动器 ?????? 图1-33　M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图 ■ 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 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） 内部具有退饱和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT，并向外部电路给出故障信号 M57962L输出的正驱动电压均为+15V左右，负驱动电压为 -10V。 ■ 1.7 电力电子器件器件的保护 1.7.1 过电压的产生及过电压保护 1.7.2 过电流保护 1.7.3 缓冲电路（Snubber Circuit） 1.7 电力电子器件器件的保护 1.7.1 过电压的产生及过电压保护 电力电子装置可能的过电压—外因过电压和内因过电压 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