【正文】 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。 ◆ 對(duì)大容量的電力電子裝置，可采用圖 912所示的 反向阻斷式 RC電路。 ◆ 采用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管（ BOD）等非線性元器件來限制或吸收過電壓也是較常用的措施。 66/75 過電流保護(hù) 圖 913 過電流保護(hù)措施及配置位置 ■ 過電流分過載和短路兩種情況。 ■ 過電流保護(hù)措施及其配置位置 ◆ 快速熔斷器 、 直流快速斷路器 和 過電流繼電器 是較為常用的措施，一般電力電子裝置均同時(shí)采用幾種過電流保護(hù)措施，以提高保護(hù)的可靠性和合理性。 ◆ 通常，電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時(shí)動(dòng)作。 67/75 過電流保護(hù) ◆ 快速熔斷器（簡(jiǎn)稱快熔） ? 是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種過電流保護(hù)措施。 ? 選擇快熔時(shí)應(yīng)考慮 √電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)熔斷后快熔實(shí)際承受的電壓來確定。 √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。 √快熔的 t值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許 t值。 √為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應(yīng)考慮其時(shí)間 ?電流特性。 ? 快熔對(duì)器件的保護(hù)方式可分為 全保護(hù) 和 短路保護(hù) 兩種。 √全保護(hù)：過載、短路均由快熔進(jìn)行保護(hù)，適用于小功率裝置或器件裕度較大的場(chǎng)合。 √短路保護(hù)：快熔只在短路電流較大的區(qū)域起保護(hù)作用。 ◆ 對(duì)重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備，或全控型器件，需采用 電子 電路 進(jìn)行過電流保護(hù)。 ◆ 常在全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置 過電流保護(hù)環(huán)節(jié) ，器件對(duì)電流的 響應(yīng)是最快的。 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。 ■ 晶閘管的串聯(lián) ◆ 當(dāng)晶閘管的 額定電壓 小于實(shí)際要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)器件相串聯(lián)。 ◆ 靜態(tài)不均壓?jiǎn)栴} ? 由于器件靜態(tài)特性不同而造成的均壓?jiǎn)栴}。 ? 為達(dá)到靜態(tài)均壓，首先應(yīng)選用參數(shù)和特性盡量一致的器件，此外可以 采用電阻均壓 。 ◆ 動(dòng)態(tài)不均壓?jiǎn)栴} ? 由于器件動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓?jiǎn)栴}。 ? 為達(dá)到動(dòng)態(tài)均壓，同樣首先應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件，另外還可以 用 RC并聯(lián)支路作動(dòng)態(tài)均壓 ；對(duì)于晶閘管來講，采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開通時(shí)間上的差異。 Rp的阻值應(yīng)比任何一個(gè)器件阻斷時(shí)的正、反向電阻小得多 70/75 晶閘管的并聯(lián) ■ 晶閘管的并聯(lián) ◆ 大功率晶閘管裝置中，常用多個(gè)器件并聯(lián)來承擔(dān) 較大的電流 。 ◆ 晶閘管并聯(lián)就會(huì)分別因 靜態(tài) 和 動(dòng)態(tài) 特性參數(shù)的差異而存在電流分配不均勻的問題。 ◆ 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。 ◆ 當(dāng)需要同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時(shí)，通常采用 先串后并 的方法聯(lián)接。 71/75 電力 MOSFET的并聯(lián)和 IGBT的并聯(lián) ■ 電力 MOSFET的并聯(lián) ◆ Ron具有 正溫度系數(shù) ，具有 電流自動(dòng)均衡能力 ，容易并聯(lián)。 ◆ 應(yīng)選用 Ron、 UT、 Gfs和輸入電容 Ciss盡量相近的器件并聯(lián)。 ◆ 電路走線和布局應(yīng)盡量對(duì)稱。 ◆ 可在源極電路中串入小電感 ,起到均流電抗器的作用。 ■ IGBT的并聯(lián) ◆ 在 1/2或 1/3額定電流以下的區(qū)段，通態(tài)壓降具有 負(fù)溫度系數(shù) ；在以上的區(qū)段則具有 正溫度系數(shù) ；也具有一定的電流自動(dòng)均衡能力 ，易于并聯(lián)使用。 ◆ 在器件參數(shù)和特性選擇、電路布局和走線、散熱條件等方面也應(yīng)盡量一致。 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。此外，驅(qū)動(dòng)電阻應(yīng)分立，以防止出現(xiàn)振蕩， 驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射極的雜散電感對(duì)并聯(lián)影響尤其重要，應(yīng)盡可能地對(duì)稱。 不推薦使用不同廠家的產(chǎn)品并聯(lián)使用，這樣可以基本排除交流參數(shù)對(duì)均流的不良影響。 電力 MOSFET的并聯(lián)和 IGBT的并聯(lián) 73/75 串連使用 ? 和 MOSFET一樣，一般不宜串連使用； ? 如必須串連使用，請(qǐng)避免不同型號(hào)或不同廠家模塊的串連； ? 用并聯(lián)電阻方式減少模塊漏電流影響，改善靜態(tài)均壓；均衡布置功率和驅(qū)動(dòng)電路并盡量減少寄生電感，以改善動(dòng)態(tài)均衡效果； ? 采用無源 RC網(wǎng)絡(luò)或者 RCD網(wǎng)絡(luò)以支持動(dòng)態(tài)均衡； Rp的選取：其導(dǎo)通電流約為IGBT截止漏電流的 3～ 5倍； 電力 MOSFET的并聯(lián)和 IGBT的并聯(lián) 74/75 電力 MOSFET的并聯(lián)和 IGBT的并聯(lián)