第二章功率半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)

1、第二章 功率半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù) 2.1 晶閘管的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)2.1.1 晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路的作用是將控制信號(hào)Uk轉(zhuǎn)變成延遲角（或）信號(hào)，向晶閘管提供門極電流，決定各個(gè)晶閘管的導(dǎo)通時(shí)刻。因此，觸發(fā)電路與主電路一樣是晶閘管裝置中的重要部分。兩者之間既相對(duì)獨(dú)立，又相互依存。正確設(shè)計(jì)的觸發(fā)電路可以充分發(fā)揮晶閘管裝置的潛力，保證運(yùn)行的安全可靠。觸發(fā)電路在晶閘管變流裝置中的地位如圖2-1所示，可把觸發(fā)電路和主電路看成一個(gè)功率放大器，以小功率的輸入信號(hào)直接控制大功率的輸出。圖2-1 觸發(fā)電路在晶閘管裝置中的地位1觸發(fā)脈沖要求晶閘管裝置種類很多，工作方式也不同，故對(duì)觸發(fā)電路的要求也不同

2、。下面介紹對(duì)觸發(fā)電路的基本要求。1）一般觸發(fā)信號(hào)采用脈沖形式。2）觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的功率和寬度。3）為使并聯(lián)晶閘管元件能同時(shí)導(dǎo)通，則觸發(fā)電路應(yīng)能產(chǎn)生強(qiáng)觸發(fā)脈沖。4) 觸發(fā)脈沖的同步及移相范圍。為使晶閘管在每個(gè)周期都在相同的控制角下觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖必須與電源同步，也就是說觸發(fā)信號(hào)應(yīng)與電源保持固定的相位關(guān)系。同時(shí)，為了使電路在給定的范圍內(nèi)工作，應(yīng)保證觸發(fā)脈沖能在相應(yīng)范圍內(nèi)進(jìn)行移相。5) 隔離輸出方式及抗干擾能力。觸發(fā)電路通常采用單獨(dú)的低壓電源供電，因此應(yīng)采用某種方法將其與主電路電源隔離。3鋸齒波同步移相觸發(fā)器常用的觸發(fā)電路有正弦波同步觸發(fā)電路和鋸齒波同步觸發(fā)電路，由于鋸齒波同步觸發(fā)電路具有較

3、好的抗電路干擾、抗電網(wǎng)波動(dòng)的性能及有較寬的調(diào)節(jié)范圍，因此得到了廣泛的應(yīng)用。該電路由同步檢測(cè)環(huán)節(jié)、鋸齒波形成環(huán)節(jié)、同步移相控制環(huán)節(jié)及脈沖形成與放大環(huán)節(jié)等組成。圖2-9為鋸齒波同步移相觸發(fā)電路圖。圖2-10為鋸齒波移相觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形。 圖2-9 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路圖2-10 鋸齒波移相觸發(fā)電路電壓波形 4集成觸發(fā)器隨著電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，集成化晶體管觸發(fā)電路已得到廣泛的應(yīng)用。集成化觸發(fā)器具有體積小、功耗低、性能可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。下面介紹國(guó)內(nèi)常用的KC（或KJ）系列單片移相觸發(fā)電路。KC04集成觸發(fā)器電路的電原理如圖2-14所示，其中虛線框內(nèi)為集成電路部分，框外為

4、外接電容、電阻等元件，該電路由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相、脈沖形成、脈沖分選及功放等環(huán)節(jié)組成。   圖2-14 KC04集成觸發(fā)器電原理圖5數(shù)字觸發(fā)器為了提高觸發(fā)脈沖的對(duì)稱度，對(duì)較大型的晶閘管變流裝置采用了數(shù)字式觸發(fā)電路。目前使用的數(shù)字式觸發(fā)電路大多為由計(jì)算機(jī)（通常為單片機(jī)等）構(gòu)成的數(shù)字觸發(fā)器。圖2-15為常見的MCS96系列單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字觸發(fā)器的原理框圖。該數(shù)字觸發(fā)器由脈沖同步、脈沖移相、脈沖形成與輸出等幾個(gè)部分構(gòu)成。圖2-15 單片機(jī)數(shù)字觸發(fā)器6觸發(fā)電路與主電路的同步在三相晶閘管電路中，選擇觸發(fā)電路的同步信號(hào)是一個(gè)很重要的問題。只有觸發(fā)脈沖在晶閘管陽極電壓為

5、正（相對(duì)陰極而言）時(shí)產(chǎn)生，晶閘管才能被觸發(fā)導(dǎo)通。在調(diào)試電力電子裝置時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到這種現(xiàn)象：晶閘管主電路線路正確，元件完好；而觸發(fā)電路線路也正確，各輸出脈沖正常，能符合移相要求；但主電路與觸發(fā)電路合成調(diào)試時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)電路工作不正常，直流輸出電壓ud波形不規(guī)則、不穩(wěn)定，移相調(diào)節(jié)不起作用。這種不正?，F(xiàn)象主要是主電路與觸發(fā)電路沒實(shí)現(xiàn)同步引起的，即送到主電路各晶閘管的觸發(fā)脈沖與其陽極電壓之間相位沒有正確對(duì)應(yīng)。因此必須根據(jù)被觸發(fā)晶閘管的陽極電壓相位正確供給各觸發(fā)電路特定相位的同步信號(hào)電壓，才能使觸發(fā)電路分別在各晶閘管需要觸發(fā)信號(hào)的時(shí)刻輸出脈沖。這種正確選擇同步電壓相位及得到不同相位同步電壓的方法，稱為觸發(fā)電

6、路的同步（或定相）。每個(gè)觸發(fā)電路的同步電壓uT與被觸發(fā)晶閘管陽極電壓的相互關(guān)系取決于主電路的不同方式，觸發(fā)電路的類型，負(fù)載性質(zhì)及不同的移相要求。 2.1.2 晶閘管的串、并聯(lián)與保護(hù)1晶閘管的串聯(lián)當(dāng)單個(gè)晶閘管的額定電壓小于實(shí)際線路要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)元件相串聯(lián)來滿足，如圖2-19所示。                         

7、0;  a)元件承受的反向電壓 b)串聯(lián)均壓電路                     圖2-19 晶閘管的串聯(lián)由于元件特性的分散性，當(dāng)兩個(gè)同型號(hào)晶閘管串聯(lián)后，在正、反向阻斷時(shí)雖流過相同的漏電流，但各元件所承受的電壓卻是不相等的。圖2-19a)表示了兩反向阻斷特性不同的晶閘管流過同一漏電流Ie時(shí)，元件上承受的電壓相差甚遠(yuǎn)的情況，承受高電壓的元件有可能因超過額定電壓而損壞。為了使各元件上

8、的電壓分配均勻，除選用特性比較一致的元件進(jìn)行串聯(lián)以外，應(yīng)采取均壓措施。2晶閘管的并聯(lián)單個(gè)晶閘管的額定電流不能滿足要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)元件并聯(lián)。由于并聯(lián)各晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性不可能完全一致，相同管壓降下各元件負(fù)擔(dān)的電流不相同，可能相差很大，如圖2-20a)所示。為了均衡并聯(lián)晶閘管元件的電流，除選用正向特性一致的元件外，應(yīng)采用均流措施。                a) 并聯(lián)時(shí)的電流分配 b) 串電感均流  &#

9、160;                           圖2-20 晶閘管的并聯(lián)3過壓保護(hù)晶閘管元件有很多的優(yōu)點(diǎn)，但由于擊穿電壓比較接近工作電壓，熱容量又小，因此承受過電壓過電流能力差，短時(shí)間的過電壓、過電流都可能造成元件損壞。為了使晶閘管元件能正常工作而不損壞，除合理選擇元件外，還必須針對(duì)過電壓、過電流發(fā)生的原因采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施

10、。凡超過晶閘管正常工作時(shí)所承受的最大峰值電壓的電壓均為過電壓。過電壓根據(jù)產(chǎn)生的原因可分為二大類：操作過電壓：由變流裝置拉、合閘和器件關(guān)斷等經(jīng)常性操作中電磁過程引起的過電壓；浪涌過電壓：由雷擊等偶然原因引起，從電網(wǎng)進(jìn)入變流裝置的過電壓，其幅度可能比操作過電壓還高。對(duì)過電壓進(jìn)行保護(hù)的原則是：使操作過電壓限制在晶閘管額定電壓UR以下，使浪涌過電壓限制在晶閘管的斷態(tài)和反向不重復(fù)峰值電壓UDSM和URSM以下。一個(gè)晶閘管變流裝置或系統(tǒng)應(yīng)采取過電壓保護(hù)措施的部位可分為交流側(cè)，直流側(cè)，整流主電路等幾部分，如圖2-21所示。圖2-21 晶閘管裝置可能采用的過電壓保護(hù)措施 4過電流保護(hù)當(dāng)變流裝置內(nèi)部某

11、一器件擊穿或短路、觸發(fā)電路或控制電路發(fā)生故障，外部出現(xiàn)負(fù)載過載、直流側(cè)短路、可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗，以及交流電源電壓過高或過低、缺相等，均可引起裝置其他元件的電流超過正常工作電流。由于晶閘管等功率半導(dǎo)體器件的電流過載能力比一般電氣設(shè)備差得多，因此必須對(duì)變流裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^電流保護(hù)。圖2-26 晶閘管裝置可能采用的過電流保護(hù)措施A交流進(jìn)線電抗器；B電流檢測(cè)和過流繼電器；C、D、E快速熔斷器；F過流繼電器；G直流快速開關(guān)晶閘管變流裝置可能采用的幾種過電流保護(hù)措施如圖2-26所示。 2.2 電流型自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng) 2.2.1 門極可關(guān)斷晶閘管的驅(qū)動(dòng)基本要求門極可關(guān)斷晶閘管

12、(GTO)可以用正門極電流開通和負(fù)門極電流關(guān)斷。在工作機(jī)理上，開通時(shí)與一般晶閘管基本相同，關(guān)斷時(shí)則完全不一樣。因此需要具有特殊的門極關(guān)斷功能的門極驅(qū)動(dòng)電路。理想的門極驅(qū)動(dòng)電流波形如圖2-29所示，驅(qū)動(dòng)電流波形的上升沿陡度、波形的寬度和幅度、及下降沿的陡度等對(duì)GTO的特性有很大影響。GTO門極驅(qū)動(dòng)電路包括門極開通電路、門極關(guān)斷電路和門極反偏電路。對(duì)GTO而言，門極控制的關(guān)鍵是關(guān)斷。(1) 門極開通電路GTO的門極觸發(fā)特性與普通晶閘管基本相同，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)也基本一致。要求門極開通控制電流信號(hào)具有前沿陡、幅度高、寬度大、后沿緩的脈沖波形。脈沖前沿陡有利于GTO的快速導(dǎo)通，一般dIGF/dt為510A

13、/s；脈沖幅度高可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)觸發(fā)，有利于縮短開通時(shí)間，減少開通損耗；脈沖有足夠的寬度則可保證陽極電流可靠建立；后沿緩一些可防止產(chǎn)生振蕩。(2) 門極關(guān)斷電路已導(dǎo)通的GTO用門極反向電流來關(guān)斷，反向門極電流波形對(duì)GTO的安全運(yùn)行有很大影響。要求關(guān)斷控制電流波形為前沿較陡、寬度足夠、幅度較高、后沿平緩。一般關(guān)斷脈沖電流的上升率dIGR/dt取1050A/s，這樣可縮短關(guān)斷時(shí)間，減少關(guān)斷損耗，但dIGR/dt過大時(shí)會(huì)使關(guān)斷增益下降，通常的關(guān)斷增益為35，可見關(guān)斷脈沖電流要達(dá)到陽極電流的1/51/3，才能將GTO關(guān)斷。當(dāng)關(guān)斷增益保持不變，增加關(guān)斷控制電流幅值可提高GTO的陽極可關(guān)斷能力。關(guān)斷脈沖的寬度一般

14、為120s左右。圖2-29 理想的GTO門極驅(qū)動(dòng)電流波形(3) 門極反偏電路由于結(jié)構(gòu)原因，GTO與普通晶閘管相比承受du/dt的能力較差，如陽極電壓上升率較高時(shí)可能會(huì)引起誤觸發(fā)。為此可設(shè)置反偏電路，在GTO正向阻斷期間于門極上施加負(fù)偏壓，從而提高電壓上升率du/dt的能力。 2.2.2 大功率晶體管的驅(qū)動(dòng)1基本要求GTR基極驅(qū)動(dòng)電路的作用是將控制電路輸出的控制信號(hào)電流放大到足以保證大功率晶體管能可靠開通或關(guān)斷。而GTR的基極驅(qū)動(dòng)方式直接影響它的工作狀況，可使某些特性參數(shù)得到改善或受到損害，故應(yīng)根據(jù)主電路的需要正確選擇、設(shè)計(jì)基極驅(qū)動(dòng)電路?；鶚O驅(qū)動(dòng)電路一般應(yīng)有以下基本要求：1) GTR導(dǎo)

15、通期間，管子的管壓降應(yīng)在準(zhǔn)飽和工作狀態(tài)下盡可能小，基極電流Ib能自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)負(fù)載電流的變化，保證GTR隨時(shí)處于準(zhǔn)飽和工作狀態(tài)；GTR關(guān)斷時(shí)，基極能迅速加上足夠大的基極反偏電壓。這樣可保證GTR能快速開關(guān)。2) 基極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)與邏輯電路、控制電路在電氣上隔離，通常采用光電隔離或變壓器隔離等方式來實(shí)現(xiàn)。3) 基極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)有足夠的保護(hù)功能，防止GTR過流或進(jìn)入放大區(qū)工作。圖2-32 理想的基極電流波形及集電極電流波形理想的基極電流波形如圖2-32所示。正向基極驅(qū)動(dòng)電流的前沿要陡，即上升率dib/dt要高，目的是縮短開通時(shí)間，初始基極電流幅值IbmIb1，以便使GTR能迅速飽和，減少開通時(shí)間，使上

16、升時(shí)間tr下降，降低開關(guān)損耗。當(dāng)GTR導(dǎo)通后，基極電流應(yīng)及時(shí)減少到Ib1，恰好維持GTR處于準(zhǔn)飽和狀態(tài)，使基區(qū)和集電區(qū)間的存儲(chǔ)電荷較少，從而使GTR在關(guān)斷時(shí)，儲(chǔ)存時(shí)間ts縮短，開關(guān)安全區(qū)擴(kuò)大。在關(guān)斷時(shí)，GTR應(yīng)加足夠大的負(fù)基極電流Ib2，使基區(qū)存儲(chǔ)電荷盡快釋放，從而使存儲(chǔ)時(shí)間ts和下降時(shí)間tf縮短，減少關(guān)斷損耗。在上述理想的基極電流作用下，可使GTR快速可靠開通、關(guān)斷，開關(guān)損耗下降，防止二次擊穿并可擴(kuò)大安全工作區(qū)。在GTR正向阻斷期間，可在基極和發(fā)射極間加一定的負(fù)偏壓，以提高GTR的阻斷能力。2貝克鉗位電路當(dāng)GTR導(dǎo)通后，基極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)能提供足夠大的基極電流使GTR處于飽和或準(zhǔn)飽和狀態(tài)，以便降

17、低通態(tài)損耗保證GTR的安全。而基極電流過大會(huì)使GTR的飽和度加深，飽和壓降小，導(dǎo)通損耗也小。但深度飽和對(duì)GTR的關(guān)斷特性不利，使存儲(chǔ)時(shí)間加長(zhǎng)，限制了GTR的開關(guān)頻率。因此在開關(guān)頻率較高的場(chǎng)合，不希望GTR處于深度飽和狀態(tài)，而要求GTR處于準(zhǔn)飽和狀態(tài)。圖2-33 貝克鉗位電路抗飽和電路即為一種不使GTR進(jìn)入深度飽和狀態(tài)下工作的電路，圖2-33所示的貝克鉗位電路即為一種抗飽和電路。利用此電路再配以固定的反向基極電流或固定的基極發(fā)射極反向偏壓，即可獲得較為滿意的驅(qū)動(dòng)效果。當(dāng)GTR導(dǎo)通時(shí)，只要鉗位二極管VD1處于正偏狀態(tài)，就有下述關(guān)系從而有如二極管導(dǎo)通壓降UD=0.7V，則Uce=1.4V使GTR處于

18、準(zhǔn)飽和狀態(tài)。鉗位二極管VD1相當(dāng)于溢流閥的作用，使過量的基極驅(qū)動(dòng)電流不流入基極。改變VD2支路中串聯(lián)的電位補(bǔ)償二極管的數(shù)目可以改變電路的性能。如集電極電流很大時(shí)，由于集電極內(nèi)部電阻兩端壓降增大會(huì)使GTR處于深度飽和狀態(tài)下工作，在此情況下，可適當(dāng)增加VD2支路的二極管數(shù)目。為滿足GTR關(guān)斷時(shí)需要的反向截止偏置，圖中反并聯(lián)了二極管VD4，使反向偏置有通路。電路中VD1應(yīng)選擇快速恢復(fù)二極管，因VD1恢復(fù)期間，電流能從集電極流向基極而使GTR誤導(dǎo)通。VD2、VD3應(yīng)選擇快速二極管，它們的導(dǎo)通速度會(huì)影響GTR基極電流上升率。 2.3 電壓型自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)2.3.1 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)基本

19、要求功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）是電壓型控制器件，沒有少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)，因此可以做成高速開關(guān)。由于P-MOSFET的輸入阻抗很大，故驅(qū)動(dòng)電路可做得很簡(jiǎn)單，且驅(qū)動(dòng)功率也小。P-MOSFET各極間有分布電容，元件在開關(guān)過程中要對(duì)電容進(jìn)行充放電，因此在動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)還需一定的柵極驅(qū)動(dòng)功率。按驅(qū)動(dòng)電路與P-MOSFET柵極的連接方式可分為直接驅(qū)動(dòng)和隔離驅(qū)動(dòng)，隔離驅(qū)動(dòng)常采用脈沖變壓器或光耦器件進(jìn)行隔離。2.3.2 絕緣柵雙極型晶體管的驅(qū)動(dòng)基本要求絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是具有P-MOSFET的高速開關(guān)和電壓驅(qū)動(dòng)特性及雙極型晶體管的低飽和電壓特性的電力半導(dǎo)體器件。由于IGBT具有與P-MOS

20、FET相似的輸入特性，輸入阻抗高，因此驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率也比較小。IGBT驅(qū)動(dòng)電路有以下基本要求：1）充分陡的脈沖上升沿和下降沿 在IGBT開通時(shí)，前沿很陡的門極電壓加到柵極和發(fā)射極間，可使IGBT快速開通，從而減小了開通損耗；在IGBT關(guān)斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路提供下降沿很陡的關(guān)斷電壓，并在柵極和發(fā)射極之間加一適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘海笽GBT快速關(guān)斷，縮短關(guān)斷時(shí)間減小關(guān)斷損耗。2）足夠大的驅(qū)動(dòng)功率 IGBT導(dǎo)通后，驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電壓和電流要有足夠的幅值，使IGBT功率輸出級(jí)總處于飽和狀態(tài)。當(dāng)IGBT瞬時(shí)過載時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。3）合適的正向驅(qū)動(dòng)電壓UGE

21、 當(dāng)正向驅(qū)動(dòng)電壓UGE增加時(shí)，IGBT輸出級(jí)晶體管的導(dǎo)通壓降UCE和開通損耗值將下降；但在負(fù)載短路過程中，IGBT的集電極電流也隨UGE增加而增加，并使IGBT承受短路損壞的脈寬變窄，因此UGE要選合適的值，一般可?。?±10%）15V。4）合適的反偏壓 IGBT關(guān)斷時(shí)，柵極和發(fā)射極間加反偏壓可使IGBT快速關(guān)斷，但反偏壓數(shù)值也不能過高，否則會(huì)造成柵射極反向擊穿。反偏壓的一般范圍為-2V-10V。5）驅(qū)動(dòng)電路最好與控制電路在電位上隔離。要求驅(qū)動(dòng)電路有完整的保護(hù)功能，抗干擾性能好，驅(qū)動(dòng)電路到IGBT模塊的引線盡可能短，最好小于1米，且采用絞線或同軸電纜屏蔽線，以免引起干擾。 

22、2.4 自關(guān)斷器件的保護(hù)2.4.1 大功率晶體管的保護(hù)1過流保護(hù)GTR承受電流沖擊的能力很弱，使用快速熔斷器作為過流保護(hù)無任何意義，因?yàn)镚TR可能先行燒毀。此時(shí)只能用電子開關(guān)的快速動(dòng)作進(jìn)行過流保護(hù)，其原則是在集電極電流未達(dá)破壞元件之值前就撤去基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)施加反向偏置使晶體管截止。圖2-48為GTR的輸出特性（伏安特性），其上可劃分出飽和區(qū)、準(zhǔn)（臨界）飽和區(qū)、線性放大區(qū)及截止區(qū)。在飽和區(qū)，GTR的通態(tài)損耗最小，但這種狀態(tài)不利于器件迅速關(guān)閉切換至截止區(qū)。為此，可通過減小和控制正向基極偏置使GTR處于飽和狀態(tài)的邊緣，即準(zhǔn)飽和狀態(tài)，此時(shí)其通態(tài)損耗比飽和狀態(tài)下稍高、但大大低于線性放大狀態(tài)。因此，工

23、作在開關(guān)狀態(tài)的GTR其負(fù)載極限工作點(diǎn)應(yīng)通過基極電流Ib調(diào)整在準(zhǔn)飽和區(qū)，如A點(diǎn)（Uceg，Icg）。 圖2-48 GTR輸出特性 圖2-49 GTR過流保護(hù)原理圖由于GTR的通態(tài)壓降Uce與元件工作點(diǎn)直接有關(guān)，故可采用Uce作為過載特征參數(shù)，實(shí)行有效的過流保護(hù)。圖2-49為其原理性電路圖。2緩沖電路在圖2-50所示的電感負(fù)載下，為抑制GTR關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的負(fù)載自感過電壓，電感L兩端常并接續(xù)流二極管VDF，使GTR關(guān)斷時(shí)有負(fù)載電流IL經(jīng)它續(xù)流。無論在開還是關(guān)的過程，GTR都要經(jīng)歷電壓、電流同時(shí)很大的一段時(shí)間，造成開關(guān)損耗p很大，如圖2-51所示，這就限制了器件的工作頻率。為此，需采用緩沖電路來解決開關(guān)

24、損耗過大問題，其基本思想是錯(cuò)開高電壓、大電流出現(xiàn)的時(shí)刻，使兩者之積（瞬時(shí)功率）減小。 圖2-50 GTR帶電感性負(fù)載圖         圖2-51 GTR的關(guān)斷、開通過程                              

25、                            圖2-52為GTR關(guān)斷吸收電路，它是在GTR集射極間并聯(lián)電容C，利用電容兩端電壓不能突變的原理延緩關(guān)斷時(shí)集射極間電壓Uce上升速度，使Uce達(dá)最大值之前集電極電流Ic已變小，從而使關(guān)斷過程瞬時(shí)功耗p變小，如圖2-52b）所示。圖a）中串聯(lián)電阻是為了限制GTR導(dǎo)通時(shí)電容的放電

26、電流，二極管VD則是在GTR關(guān)斷時(shí)將R旁路，以充分利用電容的穩(wěn)壓作用。 圖2-52 GTR的關(guān)斷吸收電路a)原理電路；b）原理曲線圖2-53a）是開通吸收電路，其中與GTR串聯(lián)的電感LS延緩了集電極電流的增長(zhǎng)速度，且當(dāng)電流急劇增大時(shí)會(huì)在其上產(chǎn)生較大壓降，使得集射極電壓在導(dǎo)通時(shí)迅速下降。這樣電壓、電流出現(xiàn)最大值的時(shí)間錯(cuò)開，關(guān)斷時(shí)功率損耗p明顯減少，如圖2-53b）所示。圖a）中與LS并聯(lián)電阻可使GTR關(guān)斷后續(xù)流電流迅速衰減，二極管則在GTR導(dǎo)通時(shí)隔離RS對(duì)LS的旁路作用。a）原理電路 b）原理曲線       

27、60;                                      圖2-53 GTR的開通吸收電路在實(shí)用中常將開通與關(guān)斷吸收電路組合在一起構(gòu)成復(fù)合吸收電路，圖2-54為其中一種。圖中LS、RS、VD組成開通吸收電路，RS、VD、CS組成關(guān)斷吸收電路。              圖2-54