第一章节：电力电子器件驱动及串并联幻灯片.pptVIP

* 第一章 结 束 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §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 一．驱动电路作用：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、安全性有重要的意义； ★ 器件或整个装置的保护电路通常设在驱动电路中，或通过驱动电 路实现。 二．驱动电路的基本任务 ★ 将信息电子电路传来的控制信号按要求转换成加在电力电子器件 控制端与公共端之间的驱动信号，保证其可靠开通或关断； ★ 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，又提供关断控制信号； ★ 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， 电气隔离环节一般采用光电隔离或磁电隔离的型式。 §1.6.1 电力电子器件驱动电路概述 ★ 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 E R E R E R A）普通型 B） 高速型 C）高传输比型 UIN UOUT ID R1 R1 R1 IC §1.6.1 电力电子器件驱动电路概述 三．从提供的驱动信号的类型可分为两类 1．电流驱动型驱动电路 2．电压驱动型驱动电路 四．从电路的具体形式可为两种类型 1．分立元件驱动电路 2．专用集成驱动电路 但目前的趋势是采用专用集成驱动电路 ★ 双列直插（数字）式集成驱动电路； ★ 混合集成驱动电路（将 光耦隔离电路 也集成在内）； ★ 为达到参数的最佳配合，器件厂家生产有配套的集成驱动电路； ★ 不同的电力电子器件都有自己的专用集成驱动电路。 §1.6.2 晶闸管的触发电路 一．作用： 产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通 图1-26　理想的晶闸管触发脉冲电流波形 二．对晶闸管触发电路的要求 1．脉冲的宽度应保证晶闸管 可靠导通； （IA 大于擎住电流IL） 2．触发脉冲应有足够的 幅度 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和 温度稳定性以及与主电路 的电气隔离。 t1 ~ t2：脉冲前沿上升时间 1?s t1 ~ t3：强脉宽度 t1 ~ t4：脉冲宽度 ≥ 0.5mS IGT ：最大触发电流 I t t1 t2 t3 t4 IM 强脉冲幅值 3 IGT ~ 5 IGT 脉冲平顶幅值 1.5 IGT ~2 IGT §1.6.2 晶闸管的触发电路 三．常见的晶闸管触发电路 （1）V1、V2 构成 脉冲放大环节 （2）脉冲变压器TM 和附属电路构成 脉冲输出环节 TM R1 R2 R3 V1 V2 VD1 VD3 VD2 R4 +E1 +E2 ★ V1、V2 导通时，通过脉冲 变压器TM向晶闸管的门极 和阴极之间输出触发脉冲； ★ 当V1、V2 由导通变为截止 时，脉冲变压器通过 VD1 和 R3释放其储存的能量。 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 一．电流驱动型器件的驱动电路 ★ 其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，一般 需在整个导通期间施加正门极电流； ★ 其关断时需施加负门极电流，对其幅 值和陡度的要求更高，关断后还应在 门阴极之间施加约5V的负偏压以提高 抗干扰能力； ★ 驱动电路通常包括开通、关断驱动电 路和门极反偏电路三部分； ★ 可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合 式两种类型。 图1-28　推荐的GTO门极电压电流波形 1．GTO 的驱动电路 O t t O uG iG 正的门极电流 5V的负偏压 ★ 该电路是目前应用较广的一种电路，他可避免电路内部相互干扰 和寄生振荡，获得较陡的脉冲前沿，但其功耗大，效率较低 ● V1 导通输出正强脉冲；V2 导通输出脉冲平顶部分 ● V2 关断而V3 导通输出负脉冲；V3 关断后 R3 和 R4 提供门极负偏压 典型的直接耦合式 GTO 驱动电路 50kHz 50V GTO N1 N2 N3 C1 C3 C4 C2 R1 R2 R3 R4 V1 V3 V2 L VD1 VD2 VD3 VD4 +15V +5V -15V VD1 C1整流电路 提供＋5V电压 VD2 VD3 C2 C3 倍压整流电路 提供＋15V