电力电子器件有效应用共性问题.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 9.1.3 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 9.2.3 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。 ◆通常将缓冲电路专指关断缓冲电路，而将开通缓冲电路区别叫做di/dt抑制电路。 9.2.3 缓冲电路 9.2.3 缓冲电路 9.2.3 缓冲电路 9.3 电力电子器件的串联使用和并联使用 9.3.1 晶闸管的串联 9.3.2 晶闸管的并联 9.3.3 电力MOSFET的并联和IGBT的并联 9.3.1 晶闸管的串联 9.3.1 晶闸管的串联 9.3.2 晶闸管的并联 ■晶闸管的并联 ◆大功率晶闸管装置中，常用多个器件并联来承担较大的电流。 ◆晶闸管并联就会分别因静态和动态特性参数的差异而存在电流分配不均匀的问题。 ◆均流的首要措施是挑选特性参数尽量一致的器件，此外还可以采用均流电抗器；同样，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。 9.3.3 电力MOSFET的并联和IGBT的并联 ■电力MOSFET的并联 ◆Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡能力，容易并联。 ◆应选用Ron、UT、Gfs和输入电容Ciss尽量相近