电力电子复习2

1、电力电子复习课电力电子复习课(2) 2有源逆变有源逆变n理解和掌握单相、三相有源逆变电路的工作原理，理解和掌握单相、三相有源逆变电路的工作原理，有源逆变的应用有源逆变的应用. .n重点：波形分析法，重点：波形分析法， 有源逆变的条件有源逆变的条件 有源逆变失败有源逆变失败 最小逆变角限制的基本概念。最小逆变角限制的基本概念。3逆变产生的条件逆变产生的条件有一个直流电源，极性为上有一个直流电源，极性为上“ ”下下 “ “+”+”；变流器的变流器的 2 2 ，即，即U Ud d 0 0 U Ud d E E ，E E 约等于约等于 U Ud d半控电路或具有续流二极管的电路，不能实现有源逆变半控电

2、路或具有续流二极管的电路，不能实现有源逆变逆变和整流的区别：逆变和整流的区别：控制角控制角 不同不同 0 0 /2 /2 时，电路工作在时，电路工作在整流整流状态。状态。 /2/2 O Ou utt 脉冲的宽度按正弦规律变脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的化而和正弦波等效的PWMPWM波形波形SPWMSPWM波形波形16实现实现PWMPWM波的基本方法波的基本方法 一、计算法和调制法一、计算法和调制法图6-6urucuOtOtuouofuoUd-Ud图6-5urucuOtOtuouofuoUd-Ud单极性单极性双极性双极性17异步调制和同步调制异步调制和同步调制1. 1. 异步调制异步调

3、制载波信号和调制信号不同步的调制方式载波信号和调制信号不同步的调制方式2. 2. 同步调制同步调制载波比载波比N N等于常数，在变频时使载波与信号波等于常数，在变频时使载波与信号波保持同步的调制方式，保持同步的调制方式，分段同步调制分段同步调制18自然采样法自然采样法 规则采样法规则采样法u uc cu uO Ot tu ur rT Tc cA AD DB BO Ot tu uo ot tA At tD Dt tB Bd dd d d d 2 2d d2 2d d规则采样法规则采样法 19第九章第九章掌握晶闸管的触发电路、掌握晶闸管的触发电路、GTRGTR的驱动电路、的驱动电路、IGBTIGB

4、T驱驱动电路的要求及设计。动电路的要求及设计。掌握晶闸管的保护电路原理。掌握晶闸管的保护电路原理。掌握缓冲电路的作用和原理掌握缓冲电路的作用和原理20(2)直流快速断路器和过流继电器保护直流快速断路器和过流继电器保护（1）快速熔断器保护）快速熔断器保护(3)利用引入利用引入电流检测的电子保护电路电流检测的电子保护电路作过电流保护作过电流保护晶闸管过流保护晶闸管过流保护21晶闸管的过电压保护晶闸管的过电压保护2223晶闸管触发电路的基本要求：晶闸管触发电路的基本要求：1)1)触发脉冲必须有触发脉冲必须有足够的功率足够的功率。2)2)触发脉冲应有足够的触发脉冲应有足够的宽度宽度。3)3)触发脉冲的

5、触发脉冲的前沿前沿应尽量应尽量陡些陡些。4)4)触发脉冲的触发脉冲的相位相位能够根据控制信号要求在规定能够根据控制信号要求在规定的范围内的范围内移动移动。5)5)触发脉冲与晶闸管主回路电源电压须触发脉冲与晶闸管主回路电源电压须同步同步。6)6)触发电路与晶闸管主回路间有必要电气触发电路与晶闸管主回路间有必要电气隔离隔离。24光光 耦耦 合隔离合隔离磁耦磁耦-变压器隔离变压器隔离两种隔离技术两种隔离技术25晶闸管触发电路晶闸管触发电路KG同步环节同步环节锯齿波的形成与脉冲移相锯齿波的形成与脉冲移相双脉冲形成双脉冲形成强触发强触发脉冲的形脉冲的形成与放大成与放大26n驱动电路的驱动电路的作用作用

6、将控制电路输出的将控制电路输出的PWMPWM脉冲放大到足以驱动脉冲放大到足以驱动功率晶体管功率晶体管开关功率放大开关功率放大作用作用。n优良的驱动电路优良的驱动电路 改善功率晶体管的开关特性，减小开关损改善功率晶体管的开关特性，减小开关损耗，提高整机效率和器件可靠性。（即尽耗，提高整机效率和器件可靠性。（即尽量快开、快关）量快开、快关）电力晶体管的驱动电路电力晶体管的驱动电路27n加速电容加速电容加快功率管的开通过程加快功率管的开通过程n抗饱和电路抗饱和电路使功率管处于浅饱和使功率管处于浅饱和上升沿陡/过冲合适的饱和深度反向抽流28IGBT驱动电路驱动电路当当UGEUGE增加时，通态电压下降，

7、增加时，通态电压下降，IGBT IGBT 的开通损耗下降的开通损耗下降. . UGE UGE 增加到一定程度之后对增加到一定程度之后对IGBT IGBT 的负载短路能的负载短路能力及力及dUCE/dtdUCE/dt电流有不利影响电流有不利影响 负偏压的增高会使集电极浪涌电流明显下降，从而负偏压的增高会使集电极浪涌电流明显下降，从而避免使避免使IGBT IGBT 发生擎住现象。发生擎住现象。栅极电阻栅极电阻增加增加，使，使IGBT IGBT 的开通与关断能耗均增加的开通与关断能耗均增加 。栅极电阻栅极电阻减小减小又使又使di/dtdi/dt 增大，可能引发增大，可能引发IGBT IGBT 误误导

8、通。导通。 29IGBT对对驱动的要求驱动的要求由于是由于是容性容性输入阻抗，输入阻抗，IGBT IGBT 对栅极电荷集聚很敏感，因对栅极电荷集聚很敏感，因此要保证有一条低阻抗值得此要保证有一条低阻抗值得放电回路放电回路。栅极电路中的栅极电路中的正正偏压应为偏压应为+12+1215V15V，负负偏压偏压-2-2-10V-10V。 驱动电路应与整个控制电路在电位上严格驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离隔离。栅极驱动电路应尽可能简单实用，具有对栅极驱动电路应尽可能简单实用，具有对IGBT IGBT 的的自保护自保护功能功能，并有较强的抗干扰能力。，并有较强的抗干扰能力。 30关断缓冲电路关断

9、缓冲电路（d du u/d/dt t抑制电路）抑制电路）吸收器件的关断吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制过电压和换相过电压，抑制d du u/d/dt t，减小关断损耗。，减小关断损耗。开通缓冲电路开通缓冲电路（d di i/d/dt t抑制电路）抑制电路）抑制器件开通时抑制器件开通时的电流过冲和的电流过冲和d di i/d/dt t，减小器件的开通损耗。，减小器件的开通损耗。缓冲电路的作用缓冲电路的作用n改善开改善开/ /关过程电压电流变化曲线关过程电压电流变化曲线, ,即即改改善开关管的善开关管的开通开通/ /关断损耗、改善开关关断损耗、改善开关管的管的di/dt,du/dtdi/dt,du/dt、电流、电流/ /电压尖锋电压尖锋31a)b)图1-38RiVDLVdidt抑制电路缓冲电路LiVDiRsCsVDstuCEiCO