第2章节电源变换和控制技术基础知识幻灯片.pptVIP

* 机械工业出版社 2．AC－DC－DC－AC变换电路（DC－DC升压型） 图2－16 升压型AC－DC－DC－AC变换电路 * 机械工业出版社 3．隔离式DC－AC－DC变换电路 图2－17 隔离式DC－AC－DC变换电路 * 机械工业出版社 4．隔离式AC－DC－AC－DC变换电路 图2－18 隔离式AC－DC－AC－DC变换电路 2.7 半导体功率器件的驱动与保护电路 实际的电力电子变换器是由主电路、驱动器及保护电路、控制电路、检测与显示电路等多个子系统构成。驱动器接受控制系统输出的控制信号，经功率放大和隔离后，驱动功率开关器件的导通、关断，是连接功率器件与控制系统的桥梁。由于半导体功率开关器件种类繁多，不同的开关器件对驱动器的性能要求不尽相同，典型的驱动器分为电流驱动型器件和电压驱动型器件的两大类驱动器。电流驱动型器件主要有SCR、GTO和GTR，电压驱动型器件主要有MOSFET、IGBT和SIT等。 机械工业出版社 * 机械工业出版社 * 2.7.1 晶闸管SCR触发驱动器 图2－19采用变压器隔离的SCR驱动器 图2－20 采用光耦隔离的SCR驱动器 机械工业出版社 * 2.7.2 IGBT和MOSFET驱动器 和双极型晶体管（GTR）不同，功率MOSFET和IGBT器件都是属于电压驱动型，输入阻抗很大，为提高器件的开关速度，电压驱动型器件的栅极驱动器除应具有更快的响应速度（ns级）外，同样需要足够大的栅极驱动能力（一般为＋15V）和反向电压（一般为－5v），以保证瞬时完成对等效栅极电容的充电或放电过程。 * 机械工业出版社 功率MOSFET和IGBT器件驱动器应用实例 1．TLP250功率驱动电路及应用 图2－22 TLP250组成的驱动电路 * 机械工业出版社 2．UC3724/UC3725驱动电路 图2－23 UC3724/3725功率MOSFET驱动电路 * 机械工业出版社 3．IHD680驱动电路 图2－24 IHD680驱动电路 * 机械工业出版社 4．MAX4428驱动电路 图2－25 MAX4428驱动电路 * 机械工业出版社 5．IR2110驱动电路 图2－26 IR2110驱动电路 * 机械工业出版社 6． EXB841驱动电路 图2－27 EXB841内部电路 机械工业出版社 * 2.7.3 功率器件的保护电路 1．过电流保护电路 过电流保护在电源变换电路中是一个很重要的环节，直接影响到装置的可靠性。 MOSFET和IGBT的过流允许值一般为2倍的电流额定值，IGBT允许过流时间一般≤20μs， MOSFET允许过流时间还要小。考虑到过电流发生和硬件保护电路需要一定的时间，因此要求过电流检测的电流传感器（一般用霍尔传感器）响应速度要快。 除了在驱动电路中加过流保护功能外，还要在整流电路输出、逆变电路输入、负载回路加过流检测进行过流保护。 * 机械工业出版社 电流传感器的安装位置可选择为：①与直流母线串联，可以检测直流母线后的逆变电路或负载回路的过电流。②与负载串联，可检测负载回路的过电流。③与每一个IGBT串联，可直接检测IGBT的过电流，但使用的电流传感器多，成本高，一般不用。 图2－28 电流传感器的安装位置 机械工业出版社 * ? 2．过电压保护电路 过电压的抑制方法常利用电容对电压冲击的缓冲作用，设计合适的缓冲电路吸收du/dt或采用软开关技术。采用性能良好的缓冲电路，可使功率MOSFET或IGBT工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减少开关损耗，对装置的运行效率、可靠性、安全性都有重要的意义。 机械工业出版社 * 典型缓冲吸收电路实例 a) b) c) d) 图2－30 缓冲电路的主要形式 * a、二极管整流电路――不控整流 名称 输出电压型 输出电流型 单 相 半 波 单 相 全 波 * 机械工业出版社 表2-1 常用二极管整流器的主要形式 单 相 桥 式 三 相 半 波 三 相 桥 式 * 机械工业出版社 续表2-1 b、晶闸管整流电路――相控整流 名称 输出电压型 输出电流型 单 相 半 波 单 相 全 波 单相 桥式 半控 * 机械工业出版社 表2-2 常用晶闸管整流器的主要形式 单相 桥式 全控 三 相 半 波 三相 桥式 半控 三相 桥式 全控 * 机械工业出版社 续表2-2 c、PWM整流电路――斩波整流 机械工业出版社 * 图2-6