电力电子器件的驱动

1、太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术9.1.1 9.1.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述驱动电路驱动电路主电路与控制电路之间的接口，主电路与控制电路之间的接口，是电力装置的重要环节，对整个装置的性能是电力装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。有很大的影响。使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短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、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。可靠性和安全性都有重要的意义。对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱对器件或整个装置的一些保护措施也

2、往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。动电路中，或通过驱动电路实现。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术驱动电路的基本任务：驱动电路的基本任务：将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。使其开通或关断的信号。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。关断控制信号。单从原理上说，驱动电路主要起开关功率

3、放大的作单从原理上说，驱动电路主要起开关功率放大的作用，即脉冲放大器。但是电力电子器件的开关特性用，即脉冲放大器。但是电力电子器件的开关特性与驱动电路的性能密切相关。同样的器件，采用不与驱动电路的性能密切相关。同样的器件，采用不同的驱动电路往往会得到不同的开关特性。同的驱动电路往往会得到不同的开关特性。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电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。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隔离一般采用光耦合器 磁隔离的元件通常是脉冲变压器磁隔离的元件通常

4、是脉冲变压器ERERERa)b)c)UinUoutR1ICIDR1R1光耦合器的类型及接法光耦合器的类型及接法a)普通型普通型b)高速型高速型c)高传输比型高传输比型太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公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分，可分为电流驱动型共端之间信号的性质分，可分为电流驱动型和电压驱动型。和电压驱动型。驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前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。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双列直插式集成电路及将光

5、耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。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。门开发的集成驱动电路。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术9.1.2 9.1.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。广义上讲，整个触发电路应包括相位控制电路广义上讲，整个触发电路应包括相位控制电路和触发脉冲的放大及输出环节。和触发脉冲的放大及输出环节。今天我们先讨论放大、输出部分，

6、相控部分后今天我们先讨论放大、输出部分，相控部分后面讲述。面讲述。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术晶闸管触发电路应满足下列要求：晶闸管触发电路应满足下列要求：1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念）。电流的概念）。一般：电阻性负载电路一般：电阻性负载电路2050s电感性负载电路电感性负载电路1ms三相电路三相电路宽脉冲、双窄脉冲（宽脉冲、双窄脉冲（=600）2)触发脉冲应有足够的幅度。触发脉冲应有足够的幅度。为使并联的晶闸管能同时导通，要求能够产生强为使并联的晶闸管能同时导通，要求能够产生强触发脉冲。触发脉冲。强

7、触发电流的幅值为一般触发电流的强触发电流的幅值为一般触发电流的5倍倍左右。左右。3）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。的电气隔离。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术4）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。发区域之内。5）各触发脉冲必须同步，移相范围符合要求。）各触发脉冲必须同步，移相范围符合要求。常见的常见的晶闸管触发电路晶闸管触发电路太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术ItIMt1t2t3t4理想的晶闸管触发脉冲电流波形理想的晶闸管触发脉

8、冲电流波形t1t2脉冲前沿上升时间（脉冲前沿上升时间（1 s）t1t3强脉宽度强脉宽度IM强脉冲幅值（强脉冲幅值（3IGT5IGT）t1t4脉冲宽度脉冲宽度I脉冲平顶脉冲平顶幅值（幅值（1.5IGT2IGT） V1、V2构成脉冲放大环构成脉冲放大环节节 脉冲变压器脉冲变压器TM和附属和附属电路构成脉冲输出环节电路构成脉冲输出环节 V1、V2导通时，通过脉导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发极和阴极之间输出触发脉冲。脉冲。 VD1和和R3是为了是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲由导通变为截止时脉冲变压器变压器TM释放其储存释放其储存的能量而设的能量而设 。

9、太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术9.1.3 9.1.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路1.电流驱动型器件的驱动电路电流驱动型器件的驱动电路1) GTOGTO的开通控制与普通晶的开通控制与普通晶闸管相似，但对脉冲前沿的闸管相似，但对脉冲前沿的幅值和陡度要求高，且一般幅值和陡度要求高，且一般需在整个导通期间施加正门需在整个导通期间施加正门极电流。极电流。使使GTO关断需施加负门极关断需施加负门极电流，对其幅值和陡度的要电流，对其幅值和陡度的要求更高，关断后还应在门阴求更高，关断后还应在门阴极施加约极施加约5V的负偏压以提高的负偏压以提高抗干扰能力。抗干扰能力。推

10、荐的推荐的GTO门极电压电流波形门极电压电流波形太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电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。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和直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿，因此目前应用寄生振荡，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。较广，但其功耗大，效率较低。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电

11、子技术 典型的直接耦合式典型的直接耦合式GTO驱动电路：驱动电路：50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4典型的直接耦合式GTO驱动电路太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 二极管二极管VD1和电容和电容C1提供提供+5V电压电压50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD450kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术VD2、VD3、C2、C3构成倍压

12、整流电路提供构成倍压整流电路提供+15V电压电压50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD450kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术VD4和电容和电容C4提供提供-15V电压电压50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD450kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4太原工业学院自动化系2022-5-27电

13、力电子技术V1开通时，输出正强脉冲开通时，输出正强脉冲 V2开通时输出正脉冲平顶部分开通时输出正脉冲平顶部分 V2关断而关断而V3开通时输出负脉冲开通时输出负脉冲 V3关断后关断后R3和和R4提供门极负偏压提供门极负偏压50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术tOib理想的理想的GTR基极驱动电流波形基极驱动电流波形2) GTR开通驱动电流应使开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态，处于准饱和导通状态，使之不进入放大区和深使之不进入放大区和深饱和区。饱和区。关断关断GTR时，施加

14、一定时，施加一定的负基极电流有利于减的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗，小关断时间和关断损耗，关断后同样应在基射极关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（之间施加一定幅值（6V左右）的负偏压。左右）的负偏压。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 GTR的一种驱动电路，包括电气隔离和晶体管放大电路的一种驱动电路，包括电气隔离和晶体管放大电路两部分两部分VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2GTR的一种驱动电路太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 二极管二极管VD2和电位补偿二极管和电位补偿二极管VD

15、3构成贝克箝位电路，也即一构成贝克箝位电路，也即一种抗饱和电路，负载较轻时，如种抗饱和电路，负载较轻时，如V5发射极电流全注入发射极电流全注入V，会使，会使V过过饱和。有了贝克箝位电路，当饱和。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过饱和使得集电极电位低于基极电位时，位时，VD2会自动导通，使多余的驱动电流流入集电极，维持会自动导通，使多余的驱动电流流入集电极，维持Ubc0。 C2为加速开通过程的电容。开通时，为加速开通过程的电容。开通时，R5被被C2短路。可实现驱动短路。可实现驱动电流的过冲，并增加前沿的陡度，加快开通。电流的过冲，并增加前沿的陡度，加快开通。VD1AVVS0V

16、+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术电压驱动型器件的驱动电路电压驱动型器件的驱动电路栅源间、栅射间有数千皮法的电容，为快速建栅源间、栅射间有数千皮法的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小。立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小。使使MOSFET开通的驱动电压一般开通的驱动电压一般10

17、15V，使，使IGBT开通的驱动电压一般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。）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。流额定值的增大而减小。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术1) 电力电力MOSFET的一种驱动电路：的一种驱动电路： 电气隔离和晶体管放大电路两部分电气隔离和晶体管放大电路两部

18、分A+-MOSFET20V20VuiR1R3R5R4R2RGV1V2V3C1-VCC+VCC电力电力MOSFET的的一种驱动电路一种驱动电路 无输入信号时高速放大器无输入信号时高速放大器A输出负电平输出负电平,V3导通输出负驱动电压。导通输出负驱动电压。 当有输入信号时当有输入信号时A输出正电平，输出正电平，V2导通输出正驱动电压导通输出正驱动电压。 专为驱动电力专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的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，其输入信号电流幅值为16mA，输出最大脉冲电流为，输出最大脉冲电流为+2A和和-3A，输出驱动电压，输出驱动

19、电压+15V和和-10V。 太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术2) IGBT的驱动的驱动 多采用专用的混合集成驱动器多采用专用的混合集成驱动器13故障指示检测端VCC接口电路门极关断电路定时及复位电路检测电路415861413uoVEE81546-10V+15V30V+5VM57962 L14ui1快恢复trr0.2s4.7k 3.1100F100FM57962L型型IGBT驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图 常用的有三菱公司的常用的有三菱公司的M579系列（如系列（如M57962L和和M57959L）和富士）和富士公司的公司的EXB系列（如系列（如EXB840、EXB8

20、41、EXB850和和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速关断IGBT，并向外部电路给出故障信号。，并向外部电路给出故障信号。 M57962L输出的正驱动电压均为输出的正驱动电压均为+15V左右，负驱动电压为左右，负驱动电压为 -10V。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术相对于电机、继电器和接触器等控制电器而言，晶闸管承受过电压和过电流的能力较差，其击穿电压比较接近工作电压，所以短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。若以暂时的过电压、过电流的数值确定参数，又会造成浪费，为了充

21、分发挥器件应有的过载能力，保护措施就是提高电力电子装置可靠能力的重要环节。保护的目的有两个： 防止故障的发生 减小故障后的损失9.2.19.2.1过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 电力电子装置可能的过电压电力电子装置可能的过电压外因过电压和内因过外因过电压和内因过电压电压外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外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电容、操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起电容、电感中存储的能量的瞬间释放产生的过电压。电感中存储的能量的瞬间释放产生的

22、过电压。 (2) 浪涌（雷击）过电压：由雷击等偶然原因引起的从浪涌（雷击）过电压：由雷击等偶然原因引起的从电网侧进入变流装置的过电压，其幅值很高电网侧进入变流装置的过电压，其幅值很高太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程过程 (1) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电

23、流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。 (2) 关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。v保护原则：将过电压的幅值抑制保护原则：将过电压的幅值抑制到安全的限度以内。到安全的限度以内。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 图1-34过电压抑制措施及配置位置F避雷器D变压器静电屏蔽层C静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RV压敏电阻过电压抑

24、制器RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路RC4直流侧RC抑制电路RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路过电压保护措施过电压保护措施太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术供电网一侧称网侧（交流侧），电力电供电网一侧称网侧（交流侧），电力电子电路一侧称阀侧（直流侧）子电路一侧称阀侧（直流侧）保护中主要使用保护中主要使用:非线性元件限制幅度非线性元件限制幅度; 用电阻消耗能量用电阻消耗能量; 用储能元件吸收能量用储能元件吸收能量其中其中RC3和和RCD为抑制内因过电压的措为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴施，属于缓冲电路范畴电力电子装置可视具体情况只采用其中电力电子装置可视具体情况

25、只采用其中的几种的几种太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 外因过电压抑制措施中，外因过电压抑制措施中，RC过电压抑制电路最为常过电压抑制电路最为常见，典型联结方式见下图。见，典型联结方式见下图。+-+-a )b )网侧阀侧直流侧图 1 - 3 5CaRaCaRaCd cRd cCd cRd cCaRaCaRaRC过电压抑制电路联结方式过电压抑制电路联结方式a)单相单相b)三相三相RC过电压抑制电路可接于供电变压过电压抑制电路可接于供电变压器的两侧（供电网一侧称网侧，电力器的两侧（供电网一侧称网侧，电力电子电路一侧称阀侧），或电力电子电子电路一侧称阀侧），或电力电子电路的直流侧电

26、路的直流侧。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 大容量电力电子装置可采用图所示的反向阻断式大容量电力电子装置可采用图所示的反向阻断式RC电路电路电力电子装置过电压抑制电路图1-36C1R1R2C2反向阻断式反向阻断式(三相整流式三相整流式)过电压抑制用过电压抑制用RC电路电路太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术参数计算参数计算：单相阻容保护时电阻、电容的计算单相阻容保护时电阻、电容的计算)(%622FUSiC)(%3 .222iUSURK对阻容保护还不能吸收或抑制的过电压就要用非线性对阻容保护还不能吸收或抑制的过电压就要用非线性元件进行保护了。非线性元件包括：用雪

27、崩二极管、金元件进行保护了。非线性元件包括：用雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管（属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管（BOD）等。）等。vi%:变压器激磁电流百分比vUK%:变压器的短路电压百分比vS:变压器容量vU2:变压器二次侧二次侧相电压有效值太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术v过电流过电流当变流装置内部某一当变流装置内部某一器件击穿，或者出现短路，触发器件击穿，或者出现短路，触发电路发生故障，外部出现过载，电路发生故障，外部出现过载，直流侧短路，可逆系统产生换流直流侧短路，可逆系统产生换流或逆变失败，以及电源电压过高或逆变失败，以及电源电压过高或过低，缺相

28、等，均可能引起电或过低，缺相等，均可能引起电流超过正常工作电流。流超过正常工作电流。 9.2.29.2.2过电流的保护过电流的保护太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 常用措施如下图常用措施如下图负载触发电路开关电路过电流继电器交流断路器动作电流整定值短路器电流检测电子保护电路快速熔断器变流器直流快速断路器电流互感器变压器图1-37过电流保护措施及配置位置过电流保护措施及配置位置太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。一般有三应用最广的一种过电流保护措施。一般有三种

29、接法。种接法。选择快熔时应考虑：选择快熔时应考虑：(1)电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定。电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定。(2)电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。结形式确定。(3)快熔的快熔的I 2t值应小于被保护器件的允许值应小于被保护器件的允许I 2t值。值。(4)为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间时间 电流特性。电流特性。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术快熔对器件的保护方式：全保护和短路保护快熔对器件的保护方式：全保护和短路保护两种两种

30、全保护：过载、短路均由快熔进行保护，适用于全保护：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或器件裕度较大的场合。小功率装置或器件裕度较大的场合。 短路保护方式：快熔只在短路电流较大的区域起短路保护方式：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用。保护作用。对重要的且易发生短路的晶闸管设备，或全对重要的且易发生短路的晶闸管设备，或全控型器件（很难用快熔保护），需采用电子控型器件（很难用快熔保护），需采用电子电路进行过电流保护。电路进行过电流保护。常在全控型器件的驱动电路中设置过电流保常在全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节，响应最快护环节，响应最快 。太原工业学院自动化系2022-5-27电力

31、电子技术9.2.3 缓冲电路缓冲电路缓冲电路又称为吸收电路，主要是用于抑制电缓冲电路又称为吸收电路，主要是用于抑制电力电子器件的内因过电压、力电子器件的内因过电压、 过电流、过电流、du/dt 、di/dt，减小器件的开关损耗，减小器件的开关损耗。缓冲电路又可分为关断缓冲电路和开通缓冲电缓冲电路又可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路，分别抑制路，分别抑制du/dt 和和di/dt。关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起使用关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起使用时称为复合缓冲电路。时称为复合缓冲电路。若使用电阻吸收储能元件中的能量，则称为耗若使用电阻吸收储能元件中的能量，则称为耗能式缓冲电路；若将储

32、能元件中的能量回馈给能式缓冲电路；若将储能元件中的能量回馈给负载或电源，则称其为馈能式缓冲电路。负载或电源，则称其为馈能式缓冲电路。通常缓冲电路专指关断缓冲电路，而将开通缓通常缓冲电路专指关断缓冲电路，而将开通缓冲电路称为冲电路称为di/dt抑制电路。抑制电路。太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术a)b)图1-38RiVDLVdidt抑制电路缓冲电路LiVDiRsCsVDstuCEiCOdidt抑制电路无时didt抑制电路有时有缓冲电路时无缓冲电路时uCEiC缓冲电路作用分析缓冲电路作用分析无缓冲电路：无缓冲电路：V开通时电流迅速上升，开通时电流迅速上升，di/dt很大。很大。关

33、断时关断时du/dt很大，并出很大，并出现很高的过电压。现很高的过电压。有缓冲电路：有缓冲电路：V开通时：开通时：Cs通过通过Rs向向V放电，使放电，使iC先上一个台阶，先上一个台阶，以后因有以后因有Li，iC上升速度上升速度减慢。减慢。V关断时：负载电流通关断时：负载电流通过过VDs向向Cs分流，减轻了分流，减轻了V的负担，抑制了的负担，抑制了du/dt和和过电压。过电压。di/dt抑制电路和抑制电路和充放电型充放电型RCD缓冲电路及波形缓冲电路及波形a) 电路电路 b) 波形波形太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 关断时的负载曲线关断时的负载曲线负载线ADC安全，且经过的都

34、是小电流或小电压区域，关断损耗大大降低。无缓冲电路时：无缓冲电路时：uCE迅速升，迅速升，L感应电压使感应电压使VD通，负载线从通，负载线从A移到移到B，之后，之后iC才下降到漏电流的大小，负载线随之移到才下降到漏电流的大小，负载线随之移到C。有缓冲电路时：有缓冲电路时：Cs分流使分流使iC在在uCE开始上升时就下降，负载开始上升时就下降，负载线经过线经过D到达到达C。ADCB无缓冲电路有缓冲电路图1-39uCEiCO关断时的负载线关断时的负载线太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 充放电型充放电型RCD缓冲电路，适用于中等容量的场合。缓冲电路，适用于中等容量的场合。 下图表示出

35、另两种，其中下图表示出另两种，其中RC缓冲电路主要用于小缓冲电路主要用于小容量器件，而放电阻止型容量器件，而放电阻止型RCD缓冲电路用于中或大缓冲电路用于中或大容量器件。容量器件。L缓冲电路L缓冲电路负载负载a)b)图1-40EdRsCsEdRsCsVDs另外两种常用的缓冲电路另外两种常用的缓冲电路a)RC吸收电路吸收电路b)放电阻止型放电阻止型RCD吸收电路吸收电路太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术缓冲电路中的元件选取及其他注意事项缓冲电路中的元件选取及其他注意事项 Cs和和Rs的取值可实验确定或参考工程手册。的取值可实验确定或参考工程手册。 VDs必须选用快恢复二极管，额定

36、电流不小于主电路必须选用快恢复二极管，额定电流不小于主电路器件的器件的1/10。 尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容。尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容。 中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一个个du/dt抑制电路。抑制电路。 对对IGBT甚至可以仅并联一个吸收电容。甚至可以仅并联一个吸收电容。 晶闸管在实用中一般只承受换相过电压，没有关断过晶闸管在实用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压，关断时也没有较大的电压，关断时也没有较大的du/dt，一般采用，一般采用RC吸收吸收电路即可。电路即可。太原工业学院自动化系20

37、22-5-27电力电子技术 9.3.1 晶闸管的串联晶闸管的串联 9.3.2 晶闸管的并联晶闸管的并联 9.3.3 电力电力MOSFETMOSFET和和IGBTIGBT并联运行的特点并联运行的特点太原工业学院自动化系2022-5-27电力电子技术 9.3.1 晶闸管的串联晶闸管的串联目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。联。问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性差异，使器件电压分配不均匀。差异，使器件电压分配不均匀。 静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但因静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等。静态伏安特性的分散性，各器件分压不等。 承受电压高的器件首先达到转折电压而导通，使另承受电压高的器件首先达到转折电压而导通，使另一个器件承担全部