哈工大电力电子 第9章 电力电子器件应用共性问题2014.ppt

9.1 电力电子器件的驱动 9.1.1 电力电子器件驱动电路概述 9.1.2 晶闸管的触发电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.1 电力电子器件驱动电路概述 ■驱动电路 ◆是电力电子主电路与控制电路之间的接口。 ◆良好的驱动电路使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗。 ◆对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。 ◆一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。 ■驱动电路的基本任务 ◆按控制目标的要求给器件施加开通或关断的信号。 ◆对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。 9.1.1 电力电子器件驱动电路概述 9.1.1 电力电子器件驱动电路概述 ■驱动电路的分类 ◆按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型两类。 ◆晶闸管的驱动电路常称为触发电路。 ■驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前的趋势是采用专用集成驱动电路。 ◆双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。 ◆为达到参数最佳配合，首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。 9.1.2 晶闸管的触发电路 9.1.2 晶闸管的触发电路 9.1.2 晶闸管的触发电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路 9.2 电力电子器件的保护 9.2.1 过电压的产生及过电压保护 9.2.2 过电流保护 9.2.3 缓冲电路 9.2.1 过电压的产生及过电压保护 ■过电压分为外因过电压和内因过电压两类。 ■外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原 因，包括 ◆操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起的过电压。 ◆雷击过电压：由雷击引起的过电压。 ■内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过 程，包括 ◆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：全控型器件在较高频率下工作，当器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。 9.2.1 过电压的产生及过电压保护 9.2.1 过电压的产生及过电压保护 9.2.2 过电流保护 9.2.2 过电流保护 ◆快速熔断器（简称快熔） ?是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。 ?选择快熔时应考虑 √电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。 √电流容量应按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。 √快熔的 t值应小于被保护器件的允许 t值。 √为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间?电流特性。 ?快熔对器件的保护方式可分为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。 ◆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，器件对电流的 响应是最快的。 9.2.3 缓冲电路 ■缓冲电路（Snubber Circuit）又称为吸收电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。 ■分类 ◆分为关断缓冲电路和开通缓冲电路 ?关断缓冲电路：又称为du/dt抑制电路，用于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：又称为di/dt抑制电路，用于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结合在一起。 ◆还可分为耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路 ?耗能式缓冲电路 ：缓冲电路中储能元件的能量消耗在其吸收电阻上。 ?馈能式缓冲电路 ：缓冲电路能将其储能元件的能量回馈给负载或电源，也称无损吸收电路