【正文】 集中討論電力電子器件的驅(qū)動(dòng) 、 保護(hù)和串 、 并聯(lián)使用 。 目的 ：多個(gè)器件并聯(lián)來(lái)承擔(dān)較大的電流 188 MOSFET和 IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn) Ron具有正溫度系數(shù) ， 具有電流自動(dòng)均衡的能力 ， 容易并聯(lián) 。 b) R C R C VT 1 VT 2 R P R P a) I O U U T1 I R U T2 VT 1 VT 2 晶閘管的串聯(lián) a) 伏安特性差異 b) 串聯(lián)均壓措施 動(dòng)態(tài)均壓措施 ： 選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 182 b) t u CE i C O d i d t 抑制電路 無(wú) 時(shí)d i d t 抑制電路 有 時(shí)有緩沖電路時(shí) 無(wú)緩沖電路時(shí) u CE i C 緩沖電路 緩沖電路作用分析 無(wú)緩沖電路： 有緩沖電路： di/dt抑制電路和 充放電型 RCD緩沖電路及波形 a) 電路 b) 波形 A D C B 無(wú)緩沖電路 有緩沖電路 u CE i C O 關(guān)斷時(shí)的負(fù)載線 183 緩沖電路 充放電型 RCD緩沖電路 ，適用于中等容量的場(chǎng)合 。 智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個(gè)難點(diǎn) ,最近幾年獲得了 迅速發(fā)展 。 可縮小裝臵體積 ， 降低成本 ， 提高可靠性 。 SIT（ Static Induction Transistor） —— 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 163 靜電感應(yīng)晶閘管 SITH SITH是兩種載流子導(dǎo)電的雙極型器件 ， 具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) ， 通態(tài)壓降低 、 通流能力強(qiáng) 。 高電壓 ， 大電流 、 高載流密度 ， 低導(dǎo)通壓降 。 (1) 最大集射極間電壓 UCES 158 絕緣柵雙極晶體管 IGBT的特性和參數(shù) 特點(diǎn) 可以總結(jié)如下 ： 開關(guān) 速度高 ， 開關(guān) 損耗小 。 除跨導(dǎo) Gfs、開啟電壓 UT以及 td(on)、 tr、 td(off)和 tf之外還有： (4) 極間電容 —— 極間電容 CGS、 CGD和 CDS 153 絕緣柵雙極晶體管 1) IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理 E GCN+Na)PN+N+PN+N+P+發(fā)射極 柵極集電極注入?yún)^(qū)緩沖區(qū)漂移區(qū)J 3 J2J1GEC+++IDRNICVJ1IDRonb )GCc ) IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b) 簡(jiǎn)化等效電路 c) 電氣圖形符號(hào) 154 絕緣柵雙極晶體管 驅(qū)動(dòng)原理與電力 MOSFET基本相同 ， 場(chǎng)控器件 ， 通斷由柵射極電壓 uGE決定 。 SOA O I c I cM P SB P cM U ce U ceM GTR的安全工作區(qū) (4) GTR的二次擊穿現(xiàn)象與安全工作區(qū) 二次擊穿 ： 一次擊穿發(fā)生時(shí)， Ic突然急劇上升，電壓陡然下降。 GMA T Oof f II??3) GTO的主要參數(shù) 141 電力晶體管 (GTR) 1） GTR的結(jié)構(gòu)和工作原理 GTR的結(jié)構(gòu)、電氣圖形符號(hào)和內(nèi)部載流子的流動(dòng) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b) 電氣圖形符號(hào) c) 內(nèi)部載流子的流動(dòng) 142 電力晶體管 (GTR) 空穴流 電 子 流 c) E b E c i b i c = ? i b i e =(1+ ? ) i b 1） GTR的結(jié)構(gòu)和工作原理 143 電力晶體管 (1) 靜態(tài)特性 截止區(qū) 放大區(qū) i b3 i b2 i b1 i b1 i b2 i b3 O I c U ce 共發(fā)射極接法時(shí) GTR的輸出特性 2） GTR的基本特性 144 電力晶體管 90% I b1 10% I b1 i b I b1 I b2 0 t 0 90% I cs 10% I cs I cs i c t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t t off t s t f t on t r t d GTR的開通和關(guān)斷過(guò)程電流波形 (2) 動(dòng)態(tài)特性 145 電力晶體管 前已述及：電流放大倍數(shù) ?、 直流電流增益hFE、 集射極間漏電流 Iceo、 集射極間飽和壓降Uces、 開通時(shí)間 ton和關(guān)斷時(shí)間 toff (此外還有 )： 3） GTR的主要參數(shù) (1) 最高工作電壓 擊穿電壓不僅和晶體管本身特性有關(guān)，還與外電路接法有關(guān)。 1） GTO的結(jié)構(gòu)和工作原理 138 門極可關(guān)斷晶閘管 O t i G 0 t i A I A 90% I A 10% I A t t t f t s t d t r t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 GTO的開通和關(guān)斷過(guò)程電流波形 2) GTO的動(dòng)態(tài)特性 139 門極可關(guān)斷晶閘管 3) GTO的主要參數(shù) —— 延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。 1） 快速晶閘管 （ Fast Switching Thyristor—— FST) 開關(guān)時(shí)間以及 du/dt和 di/dt耐量都有明顯改善。 擎住電流 IL —— 晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。 通常取晶閘管的UDRM和 URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的 額定電壓 。 119 對(duì)電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓 。 學(xué)習(xí)要點(diǎn) : 最重要的是掌握其 基本特性 。 主要損耗 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 開關(guān)損耗 關(guān)斷損耗 開通損耗 電力電子器件的概念和特征 電力電子器件的損耗 17 電力電子系統(tǒng) ：由 控制電路 、 驅(qū)動(dòng)電路 、 保護(hù)電路 和以電力電子器件為核心的 主電路 組成。引言 13 電力電子器件的概念和特征 應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成 電力電子器件的分類 本章內(nèi)容和學(xué)習(xí)要點(diǎn) 電力電子器件概述 14 1）概念 電力電子器件 （ Power Electronic Device） —— 可直接用于主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。 主電路（ Main Power Circuit） —— 電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。 電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中的系統(tǒng)組成 控 制 電 路 檢測(cè) 電路 驅(qū)動(dòng) 電路 R L 主電路 V 1 V 2 保護(hù)電路 在主電路和控制電路中附加一些電路，以保證電力電子器件和整個(gè)系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行 應(yīng)用電力電子器件系統(tǒng)組成 電氣隔離 控制電路 18 半控型器件（ Thyristor） —— 通過(guò)控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。 掌握電力電子器件的型號(hào) 命名法 ，以及其 參數(shù)和特性曲線的使用方法 。 電力二極管的主要參數(shù) 3） 反向重復(fù)峰值電壓 URRM 4）反向恢復(fù)時(shí)間 trr trr= td+ tf 5）最高工作結(jié)溫 TJM TJM是指在 PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度。 選用時(shí) ， 一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓 2~3倍 。 對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō) ， 通常 IL約為 IH的2~4倍 。 普