電力電子器件第5講(已修改)
2025-01-06 06:38 本頁(yè)面
【正文】 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路 1） 、 驅(qū)動(dòng)電路功能：是主電路與控制電路之間的接口 使電力電子器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀態(tài) ， 縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間 ， 減小開(kāi)關(guān) 損耗 ， 提高運(yùn)行效率 、 對(duì)裝置的可靠性和安全性都有重要的意義 。 2）、驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù)： – 將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電力電子器件所要求的開(kāi)通或關(guān)斷的信號(hào)，及必要的隔離電路。 – 對(duì)半控型器件只需提供開(kāi)通控制信號(hào)。 – 對(duì)全控型器件則既要提供開(kāi)通控制信號(hào)，又要提供關(guān)斷控制信號(hào)。 (11) 0 電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路概述 驅(qū)動(dòng)電路 (12) ERERERa ) b ) c )UinUoutR1ICIDR1R1 光耦合器的類型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型 3） 、 隔離電路： 一般采用光隔離或磁隔離 。 ● 光隔離一般采用光耦合器 ● 磁隔離的元件通常是脈沖變壓器 (13) 按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)分 ， 可分為 電流驅(qū)動(dòng)型 和 電壓驅(qū)動(dòng)型 。 驅(qū)動(dòng)電路具體形式可為 分立元件 的 ， 但目前的趨勢(shì)是采用 專用集成驅(qū)動(dòng)電路 。 雙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 。 為達(dá)到參數(shù)最佳配合 ， 首選所用器件生產(chǎn)廠家專門開(kāi)發(fā)的集成驅(qū)動(dòng)電路 。 4） 、 分類 (14) 5）、集成驅(qū)動(dòng)模塊的特點(diǎn) 驅(qū)動(dòng)電路可輸出要求的驅(qū)動(dòng)電流 ， 確保快速有效的導(dǎo)通和關(guān)斷 ， 縮短存儲(chǔ)時(shí)間 。 導(dǎo)通時(shí)監(jiān)控集射極飽和壓降 ， 自動(dòng)調(diào)節(jié)功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電流 ， 維持功率開(kāi)關(guān)管處于臨界飽和狀態(tài) 。 可串聯(lián)電阻檢測(cè)集電極電流 ， 實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù) 。 電源正負(fù)電壓檢測(cè) ， 熱保護(hù) ， 欠壓保護(hù)功能 。 有的還具有高速輸入輸出隔離功能 。 防止直通現(xiàn)象發(fā)生 。 (15) 1 晶閘管的觸發(fā)電路 作用 ： 產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖 ，保證晶閘管在需要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通 。 晶閘管導(dǎo)通條件 ？？ 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路的要求 驅(qū)動(dòng)信號(hào) （ 交流 ， 直流 ， 脈沖 ） 驅(qū)動(dòng)信號(hào)有足夠的功率 （ 驅(qū)動(dòng)電壓 ，驅(qū)動(dòng)電流 ） 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的寬度 （ 消失前達(dá)到擎住電流 ） 和陡度 （ 大于 10V/us或 800mA/us） 不超過(guò)門極電壓 、 電流和功率定額 ，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi) 。 有良好的抗干擾性能 、 溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離 。 t I I M t 1 t 2 t 3 t 4 理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形 t1~t2? 脈沖前沿上升時(shí)間（ 1?s） t1~t3? 強(qiáng)脈寬度 IM? 強(qiáng)脈沖幅值（ 3IGT~5IGT） t1~t4? 脈沖寬度 I? 脈沖平頂幅值（ ~2IGT） 晶閘管的觸發(fā)電路 (16) V V2構(gòu)成 脈沖放大環(huán)節(jié) 。 脈沖變壓器 TM和附屬電路構(gòu)成 脈沖輸出環(huán)節(jié) 。 V V2導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。 常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電路 常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電路 (17) (1) GTO GTO的 開(kāi)通控制 與普通晶閘管相似 。 GTO關(guān)斷控制 需施加負(fù)門極電流 。 圖 128 推薦的 GTO門極電壓電流波形 O t t O u G i G 2 GTO的驅(qū)動(dòng)電路 正的門極電流 5V的負(fù)偏壓 GTO驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路 、 關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路 和 門極反偏電路三部分 ， 可分為 脈沖變壓器耦合式 和 直接耦合式 兩種類型 。 變壓器二次側(cè) N N3 的電壓滿足如下要求 ? uN2正半周，經(jīng) VD1使 C1充上 +5V電壓。 ? uN2負(fù)半周 ， 經(jīng) VD2使 C2充上 10V電壓。 ? uN2下一正半周，經(jīng) VD3使 C3充上＋ 15V電壓。 ? VD4和電容 C4提供 15V電壓。 ? V1開(kāi)通時(shí)，輸出正強(qiáng)脈沖， GTO導(dǎo)通。 ? V2開(kāi)通（ V1關(guān)）時(shí)輸出 +5V電壓，保證可靠導(dǎo)通。 ? V2關(guān)斷而 V3開(kāi)通時(shí)輸出負(fù)脈沖，使 GTO關(guān)斷。 ? V3關(guān)斷后 R3和 R4提供約－ 5V門極負(fù)偏壓，保證可靠關(guān)斷。 (18) 直接耦合式驅(qū)動(dòng)電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩 ， 可得到較陡的脈沖前沿 。 目前應(yīng)用較廣 ， 但其功耗大 ，效率較低 。 典型的直接耦合式 GTO驅(qū)動(dòng)電路 (19) 恒壓源關(guān)斷控制 電路 變壓源關(guān)斷控制 電路 （ 1） 恒壓源關(guān)斷控制 （ 2） 變壓源關(guān)斷控制 (110) 開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)使 GTR處于飽和導(dǎo)通狀態(tài) ， 小功率電路中 ，為使 GTR便于關(guān)斷 ， 可使之工作在準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài) 。 關(guān)斷 GTR時(shí) ， 施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時(shí)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(fù)偏壓 。 t O i b 理想的 GTR基極驅(qū)動(dòng)電流波形 3 BJT（ GTR）的驅(qū)動(dòng)電路 GTR驅(qū)動(dòng)電路 ， 包括 電氣隔離 和 晶體管放大電路 兩部分 VD1AVVS0 V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2※ 主電路未 畫(huà)出， V為
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