电力电子技术第五版第2章电力电子器件概述.ppt

二极管处于通态时，开通速度很快，可当作理想开关 1-* 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和深饱和区。 关断GTR时，施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗。 关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（6V左右）的负偏压。 t O i b 图1-30 理想的GTR基极驱动电流波形 (2) GTR 1-* 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 GTR的一种驱动电路，包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。 图1-31　GTR的一种驱动电路 驱动GTR的集成驱动电路中，THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的M57215BL较为常见。 1-* 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。 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可以减小寄生振荡。 2) 电压驱动型器件的驱动电路 1-* 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 (1) 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 图1-32　电力MOSFET的一种驱动电路 专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的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。 1-* 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路 (2) IGBT的驱动 图1-33　M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图 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）。 多采用专用的混合集成驱动器。 1-* 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 1-* 1.7.1 过电压的产生及过电压保护 外因过电压：主要来自雷击和系统操作过程等外因 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起 雷击过电压：由雷击引起 内因过电压：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后，反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。 关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。 电力电子装置可能的过电压——外因过电压和内因过电压 1-* 1.7.1 过电压的产生及过电压保护 过电压保护措施 图1-34　过电压抑制措施及配置位置 F?避雷器　D?变压器静电屏蔽层　C?静电感应过电压抑制电容 RC1?阀侧浪涌过电压抑制用RC电路　RC2?阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路 RV?压敏电阻过电压抑制器　RC3?阀器件换相过电压抑制用RC电路 RC4?直流侧RC抑制电路　RCD?阀器件关断过电压抑制用RCD电路 电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种。 其中RC3和RCD为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。 1-* 1.7.2 过电流保护 过电流——过载和短路两种情况 保护措施 负载 触发电路 开关电路 过电流 继电器 交流断路器 动作电流 整定值 短路器 电流检测 电子保护电路 快速熔断器 变流器 直流快速断路器 电流互感器 变压器 同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性。 电子电路作为第一保护措施，快熔仅作为短路时的部分 区段的保护，直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护，过电流继电器整定在过载时动作。 图1-37　过电流保护措施及配置位置 1-* 1.7.2 过电流保护 全保护：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或器件裕度较大的场合。 短路保护：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用。 对重要的且易发生短路的晶闸管设备，或全控型器件，需采用电子电路进行过电流保护。 常在全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节，响应最快 。 快熔对器件的保护方式：全保护和短路保护两种 1-* 1.7.3 缓冲电路 关断缓冲电路（du/dt抑制电路）——吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。 开通缓冲电路（di/dt抑制电路）——抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。 复合缓冲电路——关断缓冲电路和开通缓冲电路的结合。 按能量的去向分类法：耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路（无损吸收电路）。 通常将缓冲电路专指