第一章 电力电子器件公开课教案教学设计课件资料.pptVIP

2、电力MOSFET的工作原理§1.6电力场效应晶体管§1.6.2电力场效应晶体管的主要参数及安全工作区1、主要参数§1.6电力场效应晶体管§1.6电力场效应晶体管2、安全工作区（1）正向偏置安全工作区正向偏置安全工作区，如图所示。它是由最大漏源电压极限线I、最大漏极电流极限线Ⅱ、漏源通态电阻线Ⅲ和最大功耗限制线Ⅳ，4条边界极限所包围的区域。在MOSFET换流的过程中，当器件内反并联二极管从导通状态进入反向恢复期时，如果漏极电压上升过大，就很容易造成器件损坏，在二极管反向恢复期内，漏极电压的上升量与时间的比值称为二极管恢复耐量，图中示出了4种情况：直流DC，脉宽100ms，1ms，1μs，对应不同的工作时间有不同的耐量，时间越短，耐量越大。MOSFET的安全区与GTR比较有2个明显的区别：1）因为MOSFET不会发生二次击穿，所以不存在二次击穿功率PSB限制线，具有非常宽的安全工作区，特别是在高压范围内；2）因为通态电阻较大，导通功耗也较大，所以在低压部分，工作安全区受到最大漏极电流的限制和通态电阻的双重限制。§1.6电力场效应晶体管（2）开关安全工作区§1.6电力场效应晶体管§1.6.3电力MOSFET的驱动与保护1、电力MOSFET驱动电路的共性问题（1）驱动电路应简单、可靠，但MOSFET的栅极驱动也需要考虑保护、隔离等问题；（2）驱动电路的负载为容性。MOSFET的极间电容较大，驱动MOSFET的栅极相当于驱动容抗网络；如果与驱动电路配合不当，将会影响开关速度，制约应用领域；（3）栅极驱动电路的形式各种各样，按驱动电路与栅极的连接方式，可分为直接驱动与隔离驱动。§1.6电力场效应晶体管§1.6.3电力MOSFET的驱动与保护2、电力MOSFET对栅极驱动电路的要求§1.6电力场效应晶体管§1.5电力场效应晶体管3、电力MOSFET的保护措施场效应晶体管在使用时应注意分类，不能随意互换。MOSFET的绝缘层易被击穿是它的致命弱点，栅源电压一般不得超过±20V。因此，在应用时必须采用相应的保护措施。(1)防静电击穿MOSFET最大的优点是有极高的输入阻抗，因此在静电较强的场合易被静电击穿。为此，应注意：1）出厂时通常装在黑色的导电泡沫塑料袋中，切勿自行随便拿个塑料袋装。也可用细铜线把各个引脚连接在一起，或用锡纸包装应放在具有屏蔽性能的容器中，取用时工作人员要通过腕带良好接地，取出的器件时不能在塑料板上滑动，应用金属盘来盛放待用器件。2）在焊接电路前，焊接前应把电路板的电源线与地线短接，并使工作台和烙铁良好接地，且烙铁必须断电后进行焊接；3）测试器件时，仪器和工作台都必须良好接地。§1.5电力场效应晶体管§1.3晶闸管的保护、扩容和简单测试金属氧化物压敏电阻是由氧化锌、氧化铋等烧结制成的非线性电阻元件，正常电压时呈高阻态，漏电流仅是微安级，故损耗小；过电压时引起电子雪崩呈低阻使电流迅速增大吸收过电压。加之它还有体积小、保护接线方式如图所示。压敏电阻保护几种接法a）单相连接b）三相Y型连接c）三相△连接§1.3晶闸管的保护、扩容和简单测试晶闸管直流侧过电压保护2．直流侧过电压及其保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同的方法，如图所示，对于容量较小装置，可采用阻容保护抑制过电压；如果容量较大，采用阻容保护，将影响系统的快速性，此时应选择硒堆或压敏电阻保护。§1.3晶闸管的保护、扩容和简单测试晶闸管两端并联阻容吸收电路3．晶闸管关断过电压及其保护关断过电压保护最常用的方法是，在晶闸管两端并联RC吸收电路，如图所示。利用电容的充电作用，可降低晶闸管反向电流减小的速度，吸收关断过电压，把它限制在允许范围内。实用时为了防止电路振荡和限制管子开通损耗和电流上升率，阻容吸收电路要尽量靠近晶闸管，引线要短最好采用无感电阻。§1.3晶闸管的保护、扩容和简单测试1.3.2晶闸管的过电流保护凡流过晶闸管的电流大大超过其正常工作电流时，都叫过电流。产生电流的原因有：直流侧短路；生产机械过载；可逆系统中产生环流或逆变失败；直流电动机环火等。由于电子器件的电流过载能力比一般电气设备低得多，因此必须对晶闸管设置过电流保护。可以根据实际情况选择其中一处或数种作晶闸管装置的过流保护。①串接交流进线电抗或采用漏抗大的整流变压器，利用电抗能有效地限制短路电流，保护晶闸管，但负载电流大时存在较大的交流压降。§1.3