[信息與通信]第9章電力電子器件應(yīng)用的共性問題-免費(fèi)閱讀
【正文】 72/75 并聯(lián)使用 （ 1） IGBT并聯(lián)使用時(shí)突出的問題是均流，影響均流的直流參數(shù)是 VGE(th)、 gfs和 VCE(on) ，飽和壓降偏差不要超過 15%，閾值電壓偏差不要超過 10%，跨導(dǎo)也要近可能接近。 ◆ 均流的首要措施是挑選特性參數(shù)盡量一致的器件，此外還可以采用 均流電抗器 ；同樣，用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流。 I2 I268/75 電力電子器件的串聯(lián)使用和并聯(lián)使用 晶閘管的串聯(lián) 晶閘管的并聯(lián) 電力 MOSFET的并聯(lián)和 IGBT的并聯(lián) 69/75 晶閘管的串聯(lián) 圖 917 晶閘管的串聯(lián) a)伏安特性差異 b)串聯(lián)均壓措施 ■ 對(duì)較大型的電力電子裝置，當(dāng)單個(gè)電力電子器件的電壓或電流定額不能滿足要求時(shí)，往往需要將電力電子器件串聯(lián)或并聯(lián) 起來工作，或者 將電力電子裝置串聯(lián)或并聯(lián) 起來工作。 √電流容量應(yīng)按其在主電路中的接入方式和主電路聯(lián)結(jié)形式確定。 65/75 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 圖 911 RC過電壓抑制電路聯(lián)結(jié)方式 a)單相 b)三相 圖 912 反向阻斷式過電壓抑制用 RC電路 ◆ 抑制外因過電壓來采用 RC過電壓抑制電路。 ? 晶閘管在實(shí)際應(yīng)用中一般只承受換相過電壓，沒有關(guān)斷過電壓?jiǎn)栴}，關(guān)斷時(shí)也沒有較大的 du/dt，因此一般采用RC吸收電路即可。 ◆ 在無緩沖電路的情況下，di/dt很大，關(guān)斷時(shí) du/dt很大，并出現(xiàn)很高的過電壓，如圖 914b。但發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)到 2022年寬帶半導(dǎo)體銷售可達(dá) 50億美金； ? 技術(shù)領(lǐng)先公司是美國 Cree，近年來其年?duì)I業(yè)額以約 50％速度高速增長(zhǎng)；我國一些高校（如中科大）和研究所（如物理所）也在進(jìn)行相關(guān)研究； 52/75 ■ 緩沖電路（ Snubber Circuit）又稱為吸收電路，其作用是抑制電力電子器件的 內(nèi)因過電壓 、 du/dt或者 過電流 和 di/dt，減小器件的 開關(guān)損耗 。但是 IGBT畢竟是 MOS柵器 件，應(yīng)用中須有防靜電措施 ： 控制電路中設(shè)計(jì)柵極瀉放電阻和穩(wěn)壓管保護(hù)； 運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工、焊接中注意避免靜電損傷（靜電電壓控制在 100V以下）； 41/75 (2) 使用平整度好的散熱器 Heatsink ? 20（ 100） 181。 IGBT器件的保護(hù) 30/75 一、常用的保護(hù)措施： (1)通過檢出的過電流信號(hào)切斷門極控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù) (2)利用緩沖電路抑制過電壓并限制過量的 dv/dt。而正是因?yàn)?M57962AL可輸出一 10V的偏壓，使得 IGBT可靠地關(guān)斷；另外，M57962AL具有過流保護(hù)自動(dòng)閉鎖功能，并且軟關(guān)斷時(shí)間可外部調(diào)節(jié)，而 EXB84l的軟關(guān)斷時(shí)間無法調(diào)節(jié)。 四、 IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊： 大多數(shù) IGBT生產(chǎn)廠家為了解決 IGBT的可靠性問題，都生產(chǎn)與其相配套的混合集成驅(qū)動(dòng)電路，如三菱公司的 M579系列（如 M57962L和 M57959L）和富士公司的 EXB系列（如EXB8 EXB84 EXB850和 EXB851）、日本東芝的 TK系列，美國庫托羅拉的 MPD系列等。 (5)門極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單實(shí)用，具有對(duì) IGBT的自保護(hù)功能，并有較強(qiáng)的抗于擾能力。如圖： 13/75 3．門極電阻 RG的影響： 當(dāng)門極電阻 RG增加時(shí)， IGBT的開通與關(guān)斷時(shí)間增加，進(jìn)而使每脈沖的開通能耗和關(guān)斷能損也增加。 ◆ 使電力 MOSFET開通的柵源極間驅(qū)動(dòng)電壓一般取 10~15V，使 IGBT開通的柵射極間驅(qū)動(dòng)電壓一般取 15 ~ 20V。 √V1開通時(shí)，輸出正強(qiáng)脈沖；V2開通時(shí)，輸出正脈沖平頂部分； √V2關(guān)斷而 V3開通時(shí)輸出負(fù)脈沖； V3關(guān)斷后 R3和 R4提供門極負(fù)偏壓。 ◆ 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。 ◆ 對(duì)半控型器件只需提供開通控制信號(hào)；對(duì)全控型器件則既要提供開通控制信號(hào)，又要提供關(guān)斷控制信號(hào)。 ◆ 對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。 E R E R E R a ) b ) c ) U in U out R 1 I C I D R 1 R 1 圖 91 光耦合器的類型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型 5/75 電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路概述 ■ 驅(qū)動(dòng)電路的分類 ◆ 按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號(hào)的性質(zhì)，可以將電力電子器件分為 電流驅(qū)動(dòng)型 和 電壓驅(qū)動(dòng)型 兩類。 幅值需達(dá)陽極電流的 1/3左右，陡度需達(dá) 50A/?s，強(qiáng)負(fù)脈沖寬度約 30?s，負(fù)脈沖總寬約 100?s 施加約 5V的負(fù)偏壓，以提高抗干擾能力。 ? 驅(qū)動(dòng) GTR的集成驅(qū)動(dòng)電路中， THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的 M57215BL較為常見。 10/75 一、驅(qū)動(dòng)條件： 門極驅(qū)動(dòng)電路的正偏壓 VGS，負(fù)偏壓－ VGS，門極電阻 RG的大小，決定 IGBT的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，如：通態(tài)電壓、開關(guān)時(shí)間、開關(guān)損耗、短路能力、電流 di/dt及 dv/dt。另外 IGBT開通后，門極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)提供足夠的功率使 IGBT不致退出飽和而損壞。 3．門極和發(fā)射極引線盡量短，采用雙絞線。 如果 IGBT的集電極產(chǎn)生過大的電壓脈沖，增加 IGBT門極的串聯(lián)電阻。 27/75 UC37系列驅(qū)動(dòng)器 該系列驅(qū)動(dòng)器一般由UC3726和 UC3727兩片芯片配對(duì)使用，其工作
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