第1章电工电子.ppt

3. 静电保护 功率MOSFET和IGBT的栅极绝缘的氧化层很薄，在静电较强的场合，容易引起静电击穿，造成栅源短路。此外，静电击穿电流易将栅源的金属化薄膜铝熔化，造成栅极或源极开路。故应采取如下措施： 应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中，不能放在塑料袋或纸袋中。取用器件时，应拿器件管壳，而不要拿引线。 将开关管接入电路时，工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时电烙铁功率应不超过25W，最好是用内热式烙铁，先焊栅极，后焊漏极与源极或集电极和发射极，最好使用12V～24V的低电压烙铁，且前端作为接地点。 在测试开关管时，测量仪器和工作台都必须良好接地，并尽量减少相同仪器的使用次数和使用时间，开关管的三个电极未全部接入测试仪器或电路前，不要施加电压。 1.6 电力电子器件的串并联技术 尽管电力电子器件的电流容量和电压等级在不断提高，但仍然不能满足大容量整机应用的要求，需要串联使用以提高它们的电压等级或并联使用以提高它们的电流容量。 1.6.1 晶闸管的串并联 1. 晶闸管的串联连接 图1-74 晶闸管串联后的反向电压 （1）静态均压 由于串联各器件的正向(或反向)阻断特性不同，但在电路中却流过相等的漏电流，因而各器件所承受的电压是不同的。 选用特性比较一致的器件进行串联 给每个晶闸管并联均压电阻Rj。如果均压电阻Rj大大小于晶闸管的漏电阻，则电压分配主要决 定于Rj，但如Rj过小，则会 造成Rj上损耗增大，因此要 综合考虑。 （2） 动态均压 晶闸管在开通和关断的过程中，由于各器件的开通时间和关断时间等参数不一致，而造成的动态不均压问题。 晶闸管在开关过程中瞬时电压的分配决定于各晶闸管的结电容﹑导通时间和关断时间等差别，为了使开关过程中的电压分配均匀，减小电容C对晶闸管放电造成过大的di/dt，还应在电容C支路中串联电阻R。 晶闸管串联连接时 应尽可能选择参数比较接近的晶闸管 串联，串联的各晶闸管开通时间之差 要小； 要求门极触发脉冲的前沿要陡，触发 脉冲的电流要大，使晶闸管的开通时 间短，趋于一致。 图1-75 晶闸管串联均压电路 由于晶闸管制造工艺的改进，器件的电压等级不断提高，因此要求晶闸管串联连接的情况会逐步减少。 器件串联后，必须降低电压的额定值使用，串联后选择晶闸管的额定电压为 (1-30) 式中 Um—作用于串联器件上的峰值电压 ns—串联器件个数 2. 晶闸管的并联连接 串联电阻法 由于串联电阻增大损耗，对电力电子器件而言无实用价值。 串联电抗法 用一个均流电抗器(铁心上带有两个相同的线圈)接在两个并联的晶闸管电路中。但因铁心笨重，线圈绕制不便，在并联支路数很多时，线路的配置就较复杂了。 图1-76 晶闸管并联时的电流分配 图1-77 晶闸管并联均流电路 采用两个耦合较好的空心电感，也可起到一定的均流效果。它的优点是接线简单，还有限制di/dt和du/dt的作用。由于空心电抗器的线圈都有电阻，因此实际上它是电阻串电感均流。 器件并联后，必须降低电流的额定值使用，并联后选择晶闸管的额定电流为 (1-31) 式中 I—允许过载时流过的总电流平均值 np—并联器件个数 晶闸管并联连接时 应尽可能选择参数比较接近的晶闸管进行并联； 触发脉冲前沿要陡，电流要大，使各晶闸管开通时间之差要小。 适当增大电感，可以减少各并联支路中动态电流的偏差。 安装时使各支路铜线长短相同，使各支路分布电感和导线电阻相近。 需要同时采取串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法 1.6.2 GTO的串并联 GTO的串联连接 GTO串联时，采用与晶闸管相似的方法解决均压问题。GTO的动态不均压的过电压产生于器件开通瞬间电压的后沿和关断瞬间电压的前沿，精心设计门极控制电路，采用强触发脉冲驱动，以消除动态不均压的影响。 GTO串联均压电路 2. GTO的并联连接 一个GTO内部就是由几百个小GTO单元 并联工作的，这就给多个GTO之间