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1、第9章電力電子器件應(yīng)用的共性問題9.1電力電子器件的驅(qū)動9.2電力電子器件的保護9.3電力電子器件的串聯(lián)使用和并聯(lián)使用本章小結(jié)本章要點■本章要點◆對電力電子器件驅(qū)動電路的基本要求?！粼隍?qū)動電路中實現(xiàn)電力電子主電路和控制電路電氣隔離的基本方法和原理?！魧чl管觸發(fā)電路的基本要求以及典型觸發(fā)電路的基本原理?！魧﹄娏OSFET和IGBT等全控型器件驅(qū)動電路的基本要求以及典型驅(qū)動電路的基本原理?！綦娏﹄娮悠骷^電壓的產(chǎn)生原因和過電壓保護的主要方法及原理?！綦娏﹄娮悠骷^電流保護的主要方法及原理?！綦娏﹄娮悠骷彌_電路的概念、分類、典型
2、電路。◆電力電子器件串聯(lián)和并聯(lián)使用的目的、基本要求以及具體注意事項。29.1電力電子器件的驅(qū)動9.1.1電力電子器件驅(qū)動電路概述9.1.2晶閘管的觸發(fā)電路9.1.3典型全控型器件的驅(qū)動電路39.1.1電力電子器件驅(qū)動電路概述■驅(qū)動電路◆是電力電子主電路與控制電路之間的接口?！袅己玫尿?qū)動電路使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間，減小開關(guān)損耗。◆對裝置的運行效率、可靠性和安全性都有重要的意義?！粢恍┍Ｗo措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或通過驅(qū)動電路實現(xiàn)?！鲵?qū)動電路的基本任務(wù)◆按控制目標的要求給器件施加開通或關(guān)斷的信號。◆對半
3、控型器件只需提供開通控制信號；對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號。49.1.1電力電子器件驅(qū)動電路概述■驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔離或磁隔離。◆光隔離一般采用光耦合器?光耦合器由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成，封裝在一個外殼內(nèi)。?有普通、高速和高傳輸比三種類型。◆磁隔離的元件通常是脈沖變壓器ERERERa)b)c)UinUoutR1ICIDR1R1圖9-1光耦合器的類型及接法a)普通型b)高速型c)高傳輸比型59.1.1電力電子器件驅(qū)動電路概述■驅(qū)動電路的分類◆按照驅(qū)動電路
4、加在電力電子器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)，可以將電力電子器件分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型兩類?！艟чl管的驅(qū)動電路常稱為觸發(fā)電路?！鲵?qū)動電路具體形式可為分立元件的，但目前的趨勢是采用專用集成驅(qū)動電路?！綦p列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的混合集成電路?！魹檫_到參數(shù)最佳配合，首選所用器件生產(chǎn)廠家專門開發(fā)的集成驅(qū)動電路。69.1.2晶閘管的觸發(fā)電路圖9-3常見的晶閘管觸發(fā)電路■常見的晶閘管觸發(fā)電路◆由V2、V3構(gòu)成的脈沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變壓器TM和附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成?！舢擵1、V2導(dǎo)通時，通過脈沖變壓器向晶
5、閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖?！鬡D1和R3是為了V2、V3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r脈沖變壓器TM釋放其儲存的能量而設(shè)的。◆為了獲得觸發(fā)脈沖波形中的強脈沖部分，還需適當附加其它電路環(huán)節(jié)。79.1.3典型全控型器件的驅(qū)動電路tOib◆GTR?開通的基極驅(qū)動電流應(yīng)使其處于準飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使之不進入放大區(qū)和深飽和區(qū)。?關(guān)斷時，施加一定的負基極電流有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗，關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值（6V左右）的負偏壓。?GTR的一種驅(qū)動電路√包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。?驅(qū)動GTR的集成驅(qū)動電路中，THOMSON公司
6、的UAA4002和三菱公司的M57215BL較為常見。圖9-6理想的GTR基極驅(qū)動電流波形圖9-7GTR的一種驅(qū)動電路89.1.3典型全控型器件的驅(qū)動電路圖9-8電力MOSFET的一種驅(qū)動電路■電壓驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路◆電力MOSFET和IGBT是電壓驅(qū)動型器件?！綦娏OSFET專為驅(qū)動電力MOSFET而設(shè)計的混合集成電路有三菱公司的M57918L，其輸入信號電流幅值為16mA，輸出最大脈沖電流為+2A和-3A，輸出驅(qū)動電壓+15V和-10V。99.1.3典型全控型器件的驅(qū)動電路圖9-9M57962L型IGBT驅(qū)動器的原理和接
7、線圖◆IGBT?多采用專用的混合集成驅(qū)動器，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）。109.2電力電子器件的保護9.2.1過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護9.2.2過電流保護9.2.3緩沖電路119.2.1過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護■過電壓分為外因過電壓和內(nèi)因過電壓兩類?！鐾庖蜻^電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因，包括◆操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起的過電壓。◆雷擊過電壓：由雷擊引起的過電壓。■內(nèi)因過電壓主要來自
8、電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程，包括◆換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓?！絷P(guān)斷過電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當器件關(guān)斷時，因正向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電
