電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)_第1頁(yè)
電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)_第2頁(yè)
電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)_第3頁(yè)
電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)_第4頁(yè)
電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)_第5頁(yè)
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電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)第一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一第二部分電力電子器件6SouthChinaUniversityofTechnology第四章電力電子器件的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)第二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一

驅(qū)動(dòng)電路——主電路與控制電路之間的接口使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài),縮短開關(guān)時(shí)間,減小開關(guān)損耗,對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義對(duì)器件或整個(gè)裝置的一些保護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動(dòng)電路中,或通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù):將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)按控制目標(biāo)的要求,轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間,可以使其開通或關(guān)斷的信號(hào)

對(duì)半控型器件只需提供開通控制信號(hào)對(duì)全控型器件則既要提供開通控制信號(hào),又要提供關(guān)斷控制信號(hào)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)——驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路概述第三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié),一般采用光隔離或磁隔離

光隔離一般采用光耦合器

磁隔離的元件通常是脈沖變壓器光耦合器的類型及接法a)普通型b)高速型c)高傳輸比型電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型——驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路概述第四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.1晶閘管的觸發(fā)電路第五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一相控電路:晶閘管可控整流電路,通過(guò)控制觸發(fā)角a的大小即控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制輸出電壓大小采用晶閘管相控方式時(shí)的交流交流電力變換電路和交交變頻電路(第7章)相控電路的驅(qū)動(dòng)控制為保證相控電路的正常工作,很重要的一點(diǎn)是應(yīng)保證按觸發(fā)角a的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。對(duì)于相控電路這樣使用晶閘管的場(chǎng)合,也習(xí)慣稱為觸發(fā)控制,相應(yīng)的電路習(xí)慣稱為觸發(fā)電路。晶閘管的觸發(fā)電路——相控電路以及驅(qū)動(dòng)要求第六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路——單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管:特殊的半導(dǎo)體器件,三個(gè)引出端,只有一個(gè)PN結(jié)在高電阻率的N型半導(dǎo)體基片上引出第一基極b1和第二基極b2,在兩基極之間靠近b2出摻入P型雜質(zhì),引出發(fā)射極e為分壓比,一般為0.3~0.9第七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路Ue<UH時(shí),二極管反偏,只有很少的漏電流Ue=ηUb+UVD,VD導(dǎo)通,Up稱為峰點(diǎn)電壓,Ip峰點(diǎn)電流VD導(dǎo)通,Rb1迅速減小,UH下降,Ie增大到Iv時(shí),Ue=UV,Uv谷點(diǎn)電壓,Iv谷點(diǎn)電流。P-V兩點(diǎn)之間稱為負(fù)阻區(qū)一旦Ue<UV,Rb1增大,單結(jié)晶體管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)入截止。——單結(jié)晶體管第八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路——單結(jié)晶體管組成的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路加上電源U,電容C充電,當(dāng)Uc=Up

時(shí),單結(jié)晶體管VG導(dǎo)通,C經(jīng)R2放電,從R2上引出脈沖電壓uG觸發(fā)晶閘管VTUc<Uv后,VG截止,C又充電,當(dāng)VG又導(dǎo)通,從而從R2上引出一系列脈沖第九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路C的充電時(shí)間常數(shù),決定脈沖電壓uG的產(chǎn)生時(shí)刻放電時(shí)間常數(shù),決定脈沖寬度——單結(jié)晶體管組成的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路Re的取值范圍振蕩頻率第十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路——同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路輸出可為雙窄脈沖(適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路),也可為單窄脈沖三個(gè)基本環(huán)節(jié):脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成和脈沖移相、同步環(huán)節(jié)。此外,還有強(qiáng)觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖第十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一1)脈沖形成環(huán)節(jié)V4、V5—脈沖形成V7、V8—脈沖放大控制電壓uco加在V4基極上同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定,脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)。電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出,其一次繞組接在V8集電極電路中。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路——脈沖形成環(huán)節(jié)第十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路脈沖形成環(huán)節(jié)

V4、V5——脈沖形成

V7、V8——脈沖放大

控制電壓uk加在V4基極上。uk對(duì)脈沖的控制作用及脈沖形成:uk=0時(shí),V4截止。V5飽和導(dǎo)通。V7、V8處于截止?fàn)顟B(tài),無(wú)脈沖輸出。電容C3充電,充滿后電容兩端電壓接近2E1(30V)——脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路

(大于0.7V)時(shí),V4導(dǎo)通,A點(diǎn)電位由+E1(+15V)1.0V左右,V5基極電位約-2E1(-30V),

V5立即截止。V5集電極電壓由-E1(-15V)+2.1V,V7、V8導(dǎo)通,輸出觸發(fā)脈沖。電容C3放電和反向充電,使V5基極電位,直到ub5>-E1(-15V),V5又重新導(dǎo)通。使V7、V8截止,輸出脈沖終止。脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定,脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出,其一次繞組接在V8集電極電路中V7.0K=u——脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路2)鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)鋸齒波電壓形成的方案較多,如采用自舉式電路、恒流源電路等;本電路采用恒流源電路。恒流源電路方案,由V1、V2、V3和C2等元件組成

V1、VS、RP2和R3為一恒流源電路圖2-54

同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路——鋸齒波形成和脈沖移相第十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路電路組成鋸齒波電壓形成的方案較多,如采用自舉式電路、恒流源電路等恒流源電路方案,由V1、V2、V3和C2等元件組成

V1、VS、RP2和R3為一恒流源電路——鋸齒波形成和脈沖移相※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路

工作原理:

V2截止時(shí),恒流源電流I1c對(duì)電容C2充電,調(diào)節(jié)RP2,即改變C2的恒定充電電流I1c,可見RP2是用來(lái)調(diào)節(jié)鋸齒波斜率的。V2導(dǎo)通時(shí),因R4很小故C2迅速放電,ub3電位迅速降到零伏附近V2周期性地通斷,ub3便形成一鋸齒波,同樣ue3也是一個(gè)鋸齒波tICtICuccc111d1==ò——鋸齒波形成和脈沖移相※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路射極跟隨器V3的作用是減小控制回路電流對(duì)鋸齒波電壓ub3的影響V4基極電位由鋸齒波電壓、控制電壓uk、直流偏移電壓up三者作用的疊加所定如果uk=0,up為負(fù)值時(shí),b4點(diǎn)的波形由uh+up

確定當(dāng)uk為正值時(shí),b4點(diǎn)的波形由uh++

確定M點(diǎn)是V4由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折點(diǎn),也就是脈沖的前沿加up的目的是為了確定控制電壓uk=0時(shí)脈沖的初始相位'pu——鋸齒波形成和脈沖移相'u※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路同步——要求觸發(fā)脈沖的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關(guān)系確定鋸齒波是由開關(guān)V2管來(lái)控制的V2開關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率——由同步變壓器所接的交流電壓決定V2由導(dǎo)通變截止期間產(chǎn)生鋸齒波——鋸齒波起點(diǎn)基本就是同步電壓由正變負(fù)的過(guò)零點(diǎn)V2截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是鋸齒波的寬度——取決于充電時(shí)間常數(shù)R1C1——同步環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第二十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路——強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)晶閘管采用強(qiáng)觸發(fā)可以縮短開通時(shí)間,有利于改善串并聯(lián)器件的動(dòng)態(tài)均壓、均流效果、增加觸發(fā)的可靠性。強(qiáng)觸發(fā)電源:由VD11~DV14單相橋式整流電路獲得50V電壓。VD8截止時(shí),C6充電,D點(diǎn)電位上升到50V;VD8導(dǎo)通時(shí),C6迅速放電,D點(diǎn)電位迅速下降;UD小于15V時(shí),VD15導(dǎo)通,由15V電源供電?!c(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第二十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)內(nèi)雙脈沖電路

V5、V6構(gòu)成“或”門當(dāng)V5、V6都導(dǎo)通時(shí),V7、V8都截止,沒有脈沖輸出只要V5、V6有一個(gè)截止,都會(huì)使V7、V8導(dǎo)通,有脈沖輸出第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的uco對(duì)應(yīng)的控制角

產(chǎn)生隔60的第二個(gè)脈沖是由滯后60相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生(通過(guò)V6)——雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路——三相橋式電路觸發(fā)器的連接VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6—VT1--……順序?qū)?,彼此相?0度,為能準(zhǔn)確的產(chǎn)生雙窄脈沖,各觸發(fā)器應(yīng)遵循:前相觸發(fā)電路的Y接后相的X端的原則。第二十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第三十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一分立元件搭建的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,性能不夠穩(wěn)定!集成元件搭建的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能相對(duì)穩(wěn)定!同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第三十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路——集成元件組成的觸發(fā)電路主要元件:集成運(yùn)放LM324、雙時(shí)基電路NE556移相范圍:0~180度※點(diǎn)擊圖形看大圖第三十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路第三十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路波形第三十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路——同步環(huán)節(jié)Us為正弦同步電壓LM324用作比較器,檢測(cè)正弦波的過(guò)零點(diǎn)U1、U2為各導(dǎo)通180度且互補(bǔ)的矩形波※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路——鋸齒波形成環(huán)節(jié)恒流源在V1的作用下,電容C2充放電,形成鋸齒波U4※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路——移相環(huán)節(jié)LM324用作比較器通過(guò)調(diào)節(jié)Uk的幅值,可以實(shí)現(xiàn)移相的目的Uk即為外加控制信號(hào)※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路——脈沖形成環(huán)節(jié)556用作一對(duì)單穩(wěn)電路5、9腳輸出相差180度的觸發(fā)脈沖※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一集成元件組成的觸發(fā)電路——脈沖輸出環(huán)節(jié)電磁隔離V2起功率放大作用※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路——同步電壓的選擇觸發(fā)電路的定相——觸發(fā)電路應(yīng)保證每個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系措施:同步變壓器原邊接入為主電路供電的電網(wǎng),保證頻率一致觸發(fā)電路定相的關(guān)鍵是確定同步信號(hào)與晶閘管陽(yáng)極電壓的關(guān)系第四十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路三相橋整流器,采用鋸齒波同步觸發(fā)電路時(shí)的情況同步信號(hào)負(fù)半周的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)于鋸齒波的起點(diǎn),通常使鋸齒波的上升段為240,上升段起始的30和終了的30線性度不好,舍去不用,使用中間的180。鋸齒波的中點(diǎn)與同步信號(hào)的300位置對(duì)應(yīng)使Ud=0的觸發(fā)角

為90。當(dāng)<90時(shí)為整流工作,>90時(shí)為逆變工作將=90確定為鋸齒波的中點(diǎn),鋸齒波向前向后各有90的移相范圍。于是=90與同步電壓的300對(duì)應(yīng),也就是=0與同步電壓的210對(duì)應(yīng)。=0對(duì)應(yīng)于uu的30的位置,則同步信號(hào)的180與uu的0對(duì)應(yīng),說(shuō)明VT1的同步電壓應(yīng)滯后于uu180——同步電壓的選擇第四十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路變壓器接法:主電路整流變壓器為Y/Y-12聯(lián)結(jié),同步變壓器為Y/Y-6聯(lián)結(jié)——主變壓器和同步變壓器的連接第四十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓+uu-uw+uv-uu+uw-uv同步電壓-usu+usw-usv+usu-usw+usv——主電壓與同步電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系第四十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.2GTO的驅(qū)動(dòng)電路第四十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTOGTO的開通控制與普通晶閘管相似。GTO關(guān)斷控制需施加負(fù)門極電流。圖1-28推薦的GTO門極電壓電流波形OttOuGiG正的門極電流5V的負(fù)偏壓GTO驅(qū)動(dòng)電路通常包括開通驅(qū)動(dòng)電路、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門極反偏電路三部分,可分為脈沖變壓器耦合式和直接耦合式兩種類型。GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO的驅(qū)動(dòng)電路的要求第四十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO的驅(qū)動(dòng)電路的要求GTO屬于電流驅(qū)動(dòng)型器件脈沖前沿的陡度脈沖的寬度脈沖的幅值脈沖后沿的陡度要求:脈沖的前沿越陡越有利;而后沿應(yīng)平緩一些。正脈沖的后沿太陡會(huì)產(chǎn)生負(fù)尖峰;負(fù)脈沖的后沿太陡會(huì)產(chǎn)生正尖峰;====》誤觸發(fā)第四十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO的觸發(fā)方式直流觸發(fā)1連續(xù)脈沖觸發(fā)2單脈沖觸發(fā)3第四十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO驅(qū)動(dòng)電路(恒壓源關(guān)斷)第四十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO驅(qū)動(dòng)電路(變壓源關(guān)斷)第四十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路——GTO驅(qū)動(dòng)電路(脈沖變壓器關(guān)斷)第五十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTO的驅(qū)動(dòng)電路直接耦合式驅(qū)動(dòng)電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩,可得到較陡的脈沖前沿。目前應(yīng)用較廣,但其功耗大,效率較低。典型的直接耦合式GTO驅(qū)動(dòng)電路——GTO驅(qū)動(dòng)電路(直接耦合式)第五十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.3GTR的驅(qū)動(dòng)電路第五十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTR的驅(qū)動(dòng)電路開通驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)使GTR處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài),使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)。關(guān)斷GTR時(shí),施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗。關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值(6V左右)的負(fù)偏壓。tOib理想的GTR基極驅(qū)動(dòng)電流波形——GTR驅(qū)動(dòng)電路第五十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTR的驅(qū)動(dòng)電路——GTR的驅(qū)動(dòng)電路第五十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一GTR的驅(qū)動(dòng)電路GTR的一種驅(qū)動(dòng)電路,包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。圖1-31

GTR的一種驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)GTR的集成驅(qū)動(dòng)電路中,THOMSON公司的UAA4002和三菱公司的M57215BL較為常見。——GTR集成驅(qū)動(dòng)電路第五十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.4MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路第五十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路電力MOSFET和IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件。為快速建立驅(qū)動(dòng)電壓,要求驅(qū)動(dòng)電路輸出電阻小。使MOSFET開通的驅(qū)動(dòng)電壓一般10~15V,使IGBT開通的驅(qū)動(dòng)電壓一般15~20V。關(guān)斷時(shí)施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓(一般取-5~-15V)有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗。在柵極串入一只低值電阻可以減小寄生振蕩。電壓驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路——MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路第五十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路電力MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路:電氣隔離和晶體管放大電路兩部分電力MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路專為驅(qū)動(dòng)電力MOSFET而設(shè)計(jì)的混合集成電路有三菱公司的M57918L,其輸入信號(hào)電流幅值為16mA,輸出最大脈沖電流為+2A和-3A,輸出驅(qū)動(dòng)電壓+15V和-10V。

——MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路第五十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路

IGBT的驅(qū)動(dòng)圖M57962L型IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理和接線圖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)。

多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器?!狹OSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路第五十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一MOSFET和IGBT的驅(qū)動(dòng)電路——驅(qū)動(dòng)電路實(shí)物第六十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.5電力電子器件的緩沖電路第六十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路關(guān)斷緩沖電路(du/dt抑制電路)——吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電壓,抑制du/dt,減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路(di/dt抑制電路)——抑制器件開通時(shí)的電流過(guò)沖和di/dt,減小器件的開通損耗。復(fù)合緩沖電路——關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。按能量的去向分類法:耗能式緩沖電路和饋能式緩沖電路(無(wú)損吸收電路)。通常將緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路,將開通緩沖電路叫做di/dt抑制電路。緩沖電路(SnubberCircuit)

又稱吸收電路,抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓、du/dt、過(guò)電流和di/dt,減小器件的開關(guān)損耗?!彌_電路第六十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——緩沖電路的作用安全ON:限制di/dt—開通/串聯(lián)緩沖;OFF:限制du/dt—關(guān)斷/并聯(lián)緩沖;降低(轉(zhuǎn)移)S損耗,改變開關(guān)軌跡。緩沖電路(SnubberCircuit)有損緩沖電路無(wú)損緩沖電路部分開關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路(總值不變)總損耗P

=導(dǎo)通損耗Pon+阻斷損耗Poff+開關(guān)損耗Ps

(Ps=40~80%P)開關(guān)軌跡第六十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——GTR的緩沖電路關(guān)斷緩沖電路:Cs、VDs、GTR開通緩沖電路:Rs、Ls、VDr第六十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——IGBT的緩沖電路第六十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——緩沖阻容元件第六十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——緩沖線路板第六十七頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件的緩沖電路——帶緩沖電路的電力電子裝置第六十八頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一4.6電力電子器件及裝置的保護(hù)第六十九頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)外因過(guò)電壓:主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)操作過(guò)程等外因操作過(guò)電壓:由分閘、合閘等開關(guān)操作引起雷擊過(guò)電壓:由雷擊引起內(nèi)因過(guò)電壓:主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過(guò)程換相過(guò)電壓:晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后,反向電流急劇減小,會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓。關(guān)斷過(guò)電壓:全控型器件關(guān)斷時(shí),正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。電力電子裝置可能的過(guò)電壓——外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓——電力電子器件及裝置的保護(hù)第七十頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)——RC過(guò)壓抑制電路外因過(guò)電壓抑制措施中,RC過(guò)電壓抑制電路最為常見RC過(guò)電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)(供電網(wǎng)一側(cè)稱網(wǎng)側(cè),電力電子電路一側(cè)稱閥側(cè)),或電力電子電路的直流側(cè)第七十一頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)——其他過(guò)壓保護(hù)措施其他措施:用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管(BOD)等非線性元器件限制或吸收過(guò)電壓壓敏電阻外形同瓷介電容特性曲線同正反相穩(wěn)壓管壓敏電阻的接法:?jiǎn)蜗嗦?lián)接三相星形聯(lián)接

第七十二頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)措施過(guò)電壓抑制措施及配置位置F避雷器D變壓器靜電屏蔽層C靜電感應(yīng)過(guò)電壓抑制電容RC1閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用RC電路RC2閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用反向阻斷式RC電路RV壓敏電阻過(guò)電壓抑制器RC3閥器件換相過(guò)電壓抑制用RC電路RC4直流側(cè)RC抑制電路RCD閥器件關(guān)斷過(guò)電壓抑制用RCD電路電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過(guò)電壓的措施,屬于緩沖電路范疇?!娏﹄娮悠骷把b置的保護(hù)第七十三頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一1.產(chǎn)生:短路、過(guò)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流2.保護(hù):快速熔斷器(1.57IT(AV)≥IFU≥ITM

)快速熔斷器保護(hù)的接法a)串于橋臂中b)串于交流側(cè)

c)串于直流側(cè)

銀質(zhì)熔絲石英沙電力電子器件及裝置的保護(hù)——過(guò)電流的產(chǎn)生及保護(hù)第七十四頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一過(guò)電流保護(hù)措施過(guò)電流繼電器快速熔斷器直流快速斷路器過(guò)電流短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作短路過(guò)載電力電子器件及裝置的保護(hù)——過(guò)電流的產(chǎn)生及保護(hù)同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施,提高可靠性和合理性。電子電路作為第一保護(hù)措施,快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù),直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù),過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。第七十五頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)過(guò)電流——過(guò)載和短路兩種情況保護(hù)措施負(fù)載觸發(fā)電路開關(guān)電路過(guò)電流繼電器交流斷路器動(dòng)作電流整定值短路器電流檢測(cè)電子保護(hù)電路快速熔斷器變流器直流快速斷路器電流互感器變壓器同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施,提高可靠性和合理性。一般情況下,總是讓電子過(guò)電流保護(hù)裝置等措施先起保護(hù)作用,而快速熔斷器作為最后一道保護(hù),以盡量避免直接燒斷快速熔斷器。過(guò)電流保護(hù)措施及配置位置——電力電子器件及裝置的保護(hù)第七十六頁(yè),共八十八頁(yè),編輯于2023年,星期一電力電子器件及裝置的保護(hù)全保護(hù):過(guò)載、短路均由快熔進(jìn)行保護(hù),適用于小功率裝置或器件裕度較大的場(chǎng)合。短路保護(hù):快熔只在短路電流較大的區(qū)域起保護(hù)作用。對(duì)重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備,或全控型器件,需采用電子電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。常在全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置過(guò)電流保護(hù)環(huán)節(jié),響應(yīng)最快??烊蹖?duì)器件的保護(hù)方式:全

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