第1章电力电子器件1.ppt

1-* 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 图1-37　过电流保护措施及配置位置 1-* 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。 快熔对器件的保护方式：全保护和短路保护两种 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。 1-* 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 。 1-* 1.7.3 缓冲电路 缓冲电路(Snubber Circuit) 又称吸收电路，抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。 注：缓冲电路不是保护电路，保护电路切断电源，而缓冲电路在工作中起作用，以减小器件的开关损耗。 1-* 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。 通常将缓冲电路专指关断缓冲电路，将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路。 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）。 1-* 图1-38　di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形 a) 电路 b) 波形 缓冲电路作用分析 b) t UCE O 无di/dt抑制电路时 有缓冲电路时 无缓冲电路时 u CE i C ic 有di/dt抑制电路时 1-* A D C B 无缓冲电路 有缓冲电路 u CE i C O 图1-39　关断时V的负载曲线 充放电型RCD缓冲电路适用于中等容量的场合。 1-* 另外两种常用的缓冲电路如下，其中RC缓冲电路主要用于小容量器件，而放电阻止型RCD缓冲电路用于中或大容量器件。 图1-40　另外两种常用的缓冲电路 a）RC吸收电路　b)放电阻止型RCD吸收电路 1-* 1.8电力电子器件器件的串联和并联使用 1.8.1 晶闸管的串联 1.8.2 晶闸管的并联 1.8.3 电力MOSFET和IGBT并联运行的特点 1-* 1.8.1 晶闸管的串联 目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。 问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性差异，使器件电压分配不均匀。 静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等。 动态不均压：由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压。 1-* 静态均压措施： 选用参数和特性尽量一致的器件。 采用电阻均压，Rp的阻值应比器件阻断时的正、反向电阻小得多。 b) a) R C R C VT 1 VT 2 R P R P I O U U T1 I R U T2 VT 1 VT 2 图1-41　晶闸管的串联 a)　伏安特性差异　b)　串联均压措施 1-* b) a) R C R C VT 1 VT 2 R P R P I O U U T1 I R U T2 VT 1 VT 2 图1-41　晶闸管的串联 a)　伏安特性差异　b)　串联均压措施 动态均压措施： 选择动态参数和特性尽量一致的器件。 用RC并联支路作动态均压。 采用门极强脉冲触发可以显著减小器件开通时间的差异。 1-* 1.8.2 晶闸管的并联 目的：多个器件并联来承担较大的电流 问题：会分别因静态和动态特性参数的差异而电流分配不均匀。 ?均流措施： 挑选特性参数尽量一致的器件。 采用均流电抗器。 用门极强脉冲触发也有助于动态均流。 当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。 1-* 1.8.3电力MOSFET和IGBT并联运行的特点 电力MOSFET并联运行的特点 Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡的能力，容易并联。 注意选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联。 电路走线和布局应尽量对称。 可在源极电路中串入小电感,起到均流电抗器的作用。 1-* 1.8.3电力MOSFET和IGBT并联运行的特点 IGBT并联运行的特点 在1/2或1/3额定电流以下的区段，通态压降具有负温度系数。 在以上的区段则具有正温度系数。