浙大 电力电子技术第二章

1、第2章：功率半导体器件的驱动和保护，2.1晶闸管的驱动和保护，2.2电流模式自关断器件的驱动，2.3电压模式自关断器件的驱动，2.4自关断器件的保护，晶闸管的驱动和保护，晶闸管的触发电路，1。触发脉冲要求1)触发信号可以是交流、DC或脉冲形式2)触发脉冲信号应该具有一定的功率和宽度3)触发电路应该能够产生强触发脉冲4)触发脉冲的同步和相移范围5)隔离输出模式和抗干扰能力、晶闸管驱动和保护、单结晶体管相移触发电路1。单结(双基极)晶体管1的结构和特性。结构基础电阻RBB=Rb1 RB2；Rb1随Ie变化，晶闸管的驱动和保护，2。实验电路，E极开：(2) Ee加在E-B1之间：调整Ee或Re可以改

2、变Ue的大小，从而改变等效二极管VD的工作条件：晶闸管的驱动和保护，峰值点P: IP管导通最小电流谷点V3360UV保持导通最小发射极电压，和Iv较大。驱动和保护晶闸管；第二，利用负阻特性和RC充放电电路，驱动和保护晶闸管；第三，参数选择1。重新确定工作负载线在截止区和负阻区来回变化：E=IeRe Ue(Ie=IR)，截止区：负阻(振荡)区： 2 R1被选为R1UR1，但R1太大，单结晶体管导通前R1漏电流Ib的压降可能导致后续晶闸管VT1和VT2误触发导通(见图2-7)。因此，当R1 UGD/Ib和UGD为额定结温和阳极阻断电压时，晶闸管的栅极电压不会触发导通。所选3 R2单结晶体管的峰值电

3、压为：UP=UD Ubb=UD (Rb1/Rbb)Ubb，其UD具有负电阻系数和正温度系数Rbb，即温度tRbbUP。将tRbbUR2Ub1 B2(=E-UR2)的R2(零温度系数)相加，即补偿UD,驱动和保护晶闸管，选择放电时间常数4C:C太小脉冲宽度窄，不能接触元件，太大C与重新选择冲突。当振荡频率不变时，C越大，Re越小，越难以满足起动条件。通常，c可以在(0.1-1)F之间选择.驱动和保护晶闸管，4。单结晶体管触发示例1。单结晶体管同步触发例子，驱动和保护晶闸管，2。锯齿同步相移触发器，R5，R6，IC1，C2，C1，大众，同步检测链接，锯齿形成链接，Ub3，驱动和保护晶闸管，2。当V

4、T2关断时：C2由恒定电流IC1充电，uC线性增加，uC=ub3为锯齿波的上升段，RP1IC1变化锯齿波斜率变化，VT3的ue3与ub3相差一个PN结电压。VT2饱和并开启：R4很小，C2通过R4和VT2快速放电，形成锯齿下降段。驱动和保护晶闸管，1。同步检测：uTB从“到”-，vt2关断，C2充电，根据齿波形成(截止时间，宽度为VT2)，负半周下降段：vd1导通，C1充电，上(-)下()，o接地，r为负反馈，q也为负电位，VT2反向偏置关断，C1不能通过VD1负半周上升周期：C1由R1在15V充电。 uQ是C1的反向充电波形，上升速度比R点的同步电压慢，所以当Q点的电位为1.4V时，VD1关

5、断，VT2导通，uQ箝位在与主电路相位一致的1.4V uTB相位，可以实现同步。 锯齿宽度=VT2截止时间(由R1C1决定)，驱动和保护晶闸管；2.移相控制，利用叠加原理，考虑三种电压效应：UT锯齿波电压uK控制电压UP初始调整电压(负电压)，驱动和保护晶闸管，驱动和保护晶闸管，UP的效应：当UK=0时，UP的值改变，VT4开始导通的时间也改变。UK的作用：up在调整后是固定的，输出脉冲相位可以通过改变UK来改变。晶闸管驱动和保护，由VT4、VT5、R6、R7、R8、C3等组成。脉冲形成链路，由VT8、VT7等组成。3.脉冲形成和放大，晶闸管驱动和保护。当ub40V、VT4关闭时：15V通过R

6、11向VT5提供足够的基极电流，VT5饱和并导通(VT6也饱和并导通)，因此uC5为-15V，VT7和VT8关闭，无输出，C3通过R9、VT5和VT6充电至30V，左()右(-)开启VT4:点“a”处的电位为1V，uC3不突然变化，ub5从-15V降至-30V，VT5关闭。 uC5从-15V上升到2.1v(电压降vd6、VT7和VT8)，VT7和VT8导通，当输出脉冲VT4导通时，C3反向充电15V、R11、VD4和VT4。 接通：ub5 (-30v 大于-15V) VT5再次接通 uC5(2.1V-15V) VT7，VT8接通；VT4开启时间是脉冲发送时间；VT5持续和关闭时间是脉冲宽度(与

7、C3反向充电时间常数R11相关，C3)；晶闸管驱动和保护；4.强触发链接；在VT8接通之前，VT8接通，C6通过MB、R16和C5快速放电，r小，放电快。当ub为15v时，VD15导通，b点的电位箝位在约15V。晶闸管VT5和VT6的驱动和保护构成“或”门，无论哪一个关断，VT7和VT8都会导通。VT4开启，发送下降沿信号VT5关闭VT7，VT8开启并输出第一个脉冲。60后，2号发出第一个脉冲，同时1号补充第二个脉冲。5。双窄脉冲形成电路、晶闸管驱动和保护、同步测试、锯齿波形成、相移、功率放大器、相位选择、3。集成触发器，这是错误的，这里，晶闸管驱动和保护，4。数字触发，(1)脉冲同步，(2)

8、脉冲相移，(3)同步的概念首先，阳极电压和同步电压之间的协调取决于：(1)主电路结构，(2)触发电路类型，(3)负载特性，(4)相移要求，(2)同步变压器的不同连接方式，利用阻容滤波产生的相移效应获得同步信号电压。同步变压器连接：Y/Y，/Y，可由12种组成。次级侧不使用连接，因为触发电路有一个公共端子。(1)正弦波NPN(上升沿)Ud=0，=90，uTa上升段过零点=90(t=120) (2)锯齿波PNP(下降沿)锯齿波宽度=240 Ud=0，=90， t=120 (3晶闸管的驱动和保护，晶闸管的串联、并联和保护1。当正向和反向阻塞特性不同时，通过相同的电流，每个元件的压力也不同。晶闸管的驱

9、动和保护，均压措施：(1)选择特性一致的元件(2)并联电阻，Rj元件电流(b)保护元件(c)仅作用于负载短路时，驱动和保护晶闸管，选择原则：(1)额定电压大于线路正常工作电压；(2)额定熔体电流(有效值)实际电流it；(3)保险丝，插入式RTK，大容量；螺旋RLS，小容量，3。电压和电流上升速率限制，(1) du/dt限制，uAK增加，结电容I增加，i=C du/dt，这将导致误导性传导，需要阻容限制、晶闸管驱动和保护，1。交流侧du/dt的限制是由整流变压器(或LT输入电抗)和阻容构成的滤波环节。2。元件换相时du/dt的限制、换相重叠、元件电压的换相间隙以及换相引起的du/dt0值过大都会

10、导致误导导通，VT1和VT4可能同时导通，导致换相失败。串联空芯电抗LS，利用r、c和LS的串联谐振特性，元件的电压波形间隙变平，du/dt减小。，LS，晶闸管的驱动和保护，(2)由于di/dt的极限电流密度过大而烧毁的原因是：(1)换向电流增加过快，(2)DC侧的电容电阻和电容过大， 电容器充电和放电电流(3)当元件接通时并联的电阻和电容的放电电流(4)并联元件第一次通过di/dt的大限制方法(1)增加线路电抗器(2)桥臂串电感(可限制由1、2和3引起的DI/DT)(3)使用整流器电阻和电容保护，第2章：功率半导体器件的驱动和保护，2.1晶闸管的驱动和保护2.2电流模式自关断器件的驱动2.3

11、电压模式自关断器件的驱动2 驱动栅极可调谐晶闸管(基本要求)1)具有陡峭前沿、高幅度、宽宽度和慢后沿的栅极导通电路2)具有陡峭前沿、足够宽度、高幅度和平缓后沿的栅极关断电路3)栅极反向偏置电路正向阻止器件在栅极上施加负偏置，驱动电流模式自关断器件(如GTO)，并直接耦合电容储能驱动电路以导通控制信号反向偏置控制信号、iR、ic、驱动电流模式自关断器件、GTO驱动和保护电路原理图大功率晶体管1的驱动。基本要求1)确保快速切换，Ib可在导通期间自动调整，以确保GTR工作在准饱和区。管电压降应尽可能低。2)驱动电路应与逻辑和控制电路隔离(光电或变压器隔离)。3)基极驱动电路应具有足够的保护功能，防止

12、GTR进入放大区工作，并驱动电流模式自关断装置。2.当GTR接通时，只要VD1处于正向偏置，就有：Ube UD2 UD3=Uce UD1，即，UCE=UBE UD2 UD3-。图中的VD4在GTR关闭时提供反向偏置路径。第2章，功率半导体器件的驱动和保护，2.1晶闸管的驱动和保护，2.2电流模式自关断器件的驱动，2.3电压模式自关断器件的驱动，2.4电压模式自关断器件的驱动，1。功率场效应晶体管的驱动1)无少数载流子存储效应的电压模式控制器件可以实现高速开关；驱动电路可以做得非常简单并且驱动功率很小。2)两极间存在分布电容(杂散电容)，需要一定的驱动功率；可以采用直接驱动或隔离驱动。在隔离驱动中，脉冲变压器或光耦合器通常用于控制电路和驱动电路之间的隔离。这本书(第一版)有一个错误，应该连接起来！电压型自关断装置的驱动2。绝缘栅双极晶体管1的驱动。基本要求1)完全陡峭的脉冲上升和下降沿2)足够的驱动功率3)适当的正向驱动电压UGE(13.5伏 16.5伏)4)适当的反向偏置电压(-2V-10V) 5)驱动电路最好与控制电路隔离(脉冲第2章，功率半导体器件的驱动和保护，2.1晶闸管的驱动和保护2.2电流模式自关断器件的驱动2.3电压模式自关断器件的驱动2.4自关断器件的保护，1)。大功率晶体管保护1)过流保护通过测量UCE变化来测量工作状