驱动、保护、串并联.pptxVIP

《电力电子变流技术》电子教案;§ 2.1 电力电子器件器件的驱动 ;2.1.1 电力电子器件驱动电路概述;驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离 ?光隔离一般采用光耦合器(光耦）； ??磁隔离的元件通常是脉冲变压器。当脉冲较宽时，为避免铁心饱和，常采用高频调制和解调的方法。 图2-1 光耦合器的类型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型 ;电流驱动型和电压驱动型： 这就是所谓的电流型器件(如SCR)和场控器件（如MOSFET)?。???? 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。 ;2.1.2 晶闸管的触发电路;晶闸管触发电路的原理解释： ?V1、V2构成脉冲放大环节（V1和V2接成达林顿结构）； 脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节，这里利用了脉冲变压器原边的电压等于电感与电流变化率的乘积的原理在副边产生了触发脉冲开始的大电流； ?V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的G和K之间输出触发脉冲； VD1和R3是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲变压器TM释放其储存的能量而设计。在以后的电路中会多次出现这种电路的使用。 ;2.1.3 典型全控型器件的驱动电路;GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型； 直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰、寄生振荡以及由于间接耦合时脉冲变压器引起的前沿陡度下降，可得到较陡的脉冲前沿，因此目前应用较广，但其功耗大，效率较低。 ;典型GTO驱动电路的解释： 二极管VD1和电容C1提供+5V电压 VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V电压。 VD4和电容C4提供-15V电压 V1开通时，输出正强脉冲 V2开通时输出正脉冲平顶部分 V2关断而V3开通时输出负脉冲 V3关断后R3和R4提供门极负偏压;GTR GTR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??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； 图2-6　理想的GTR基极驱动电流波形 ;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 二极管VD2和电位补偿二极管VD3构成贝克箝位电路，即一种抗饱和电路，负载较轻时，如V5发射极电流全注入V，会使V过饱和。有了贝克箝位电路，当V过饱和使得集电极电位低于基极电位时，VD2会自动导通，使多余的驱动电流流入集电极，维持Ubc≈0。 ? ;2. 电压驱动型器件的驱动电路 栅源间、栅射间有数千皮法（PF)的电容，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（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。 ;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 无输入信号时高速放大器A输出负电平,V3导通输出负驱动电压 当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压? 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。 ; IGBT的驱动 多采用专用的混合集成驱动器 ?????? 图2-9　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） 内部具有退饱和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT （请同学们思考为什么？），并向外部电路给出故障信号 M57962L输出的正驱动电压均为+15V左右，负驱动电压为 -10V。 ;§ 2.2 电力电子器件器件的保护 ;1.电力电子装置可能的过电压原因—外因和内因 外因过电压:主要来自雷击和系统中的操作过程等外因 (1) ? 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起 (2) ? 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