電力電子半導(dǎo)體器件g-資料下載頁(yè)
2025-05-01 06:14本頁(yè)面
【正文】 (1)GTO具有最大陽(yáng)極可關(guān)斷電流，并聯(lián)支路中不平衡電流不能超過(guò)此值，否則有被損壞的危險(xiǎn)。 (2)GTO內(nèi)部為若干 GTO元并聯(lián)而成，因而對(duì)于開(kāi)關(guān)損耗的均衡分布有嚴(yán)格的要求，否則會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱，造成損壞。為此，要求并聯(lián) GTO的開(kāi)關(guān)損耗也要均衡。 (3)GT0的可關(guān)斷陽(yáng)極電流、開(kāi)通延遲時(shí)間以及存儲(chǔ)時(shí)間等參數(shù)與門(mén)極開(kāi)通相關(guān)斷脈沖密切相關(guān)，因而門(mén)極電路的參數(shù)對(duì)并聯(lián)使用有一定影響。 (4)GTO為快速大功率器件，電路結(jié)構(gòu)、陰極引線電感和均流電抗器漏電感等參數(shù)對(duì)并聯(lián)使用均有影響。 一般常見(jiàn)：強(qiáng)迫均流法和直接并聯(lián)法。 167。 GTO的過(guò)電流保護(hù) 一、過(guò)電流的產(chǎn)生與過(guò)電流特性 GTO主要應(yīng)用于大容量的斬波器、逆變器及開(kāi)關(guān)電路中，其中最引入關(guān)注的問(wèn)題是由于各種原因造成的短路過(guò)電流現(xiàn)象，因?yàn)樗鼑?yán)重地威脅著器件乃至整機(jī)設(shè)備的安全。為此，必須研究過(guò)電流產(chǎn)生的原因以及如何在過(guò)電流情況下采取措施保護(hù)措施。 1．過(guò)電流產(chǎn)生原因：過(guò)載和短路 過(guò)載電流可用反饋控制法進(jìn)行保護(hù)。短路過(guò)電流原因有： ① 逆變器的橋臂短路 ② 輸出端線間短路（電機(jī)負(fù)載啟動(dòng)） ③ 輸出端線對(duì)地短路 2．過(guò)電流特性： 較 SCR和 GTR復(fù)雜， GTO的門(mén)極處于正向偏置時(shí)， GTO開(kāi)通，只有電流有效值，浪涌電流和 I2t的限制，沒(méi)有安全工作區(qū)的規(guī)定。門(mén)極處于反向偏置時(shí)， GTO處于關(guān)斷過(guò)程，此時(shí)有最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流的限制，并有反向偏置安全工作區(qū) 。 過(guò)電流保護(hù)可從兩方面考慮；一是熱保護(hù)， GTO不能因?yàn)檫^(guò)載超過(guò)所規(guī)定的結(jié)溫；二是電保護(hù)，超過(guò)最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流進(jìn)行關(guān)斷時(shí)，會(huì)因電流局部集中燒壞器件或根本關(guān)不斷。發(fā)生過(guò)電流時(shí)，希望過(guò)電流在未超過(guò)所允許的最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流時(shí)迅速撤除門(mén)極關(guān)斷信號(hào)，利用浪捅能力進(jìn)行保護(hù)；或在未超過(guò)最大陽(yáng)極可關(guān)斷電流范圍內(nèi)使 GTO迅速關(guān)斷。 二、狀態(tài)識(shí)別過(guò)電流保護(hù)法： 1．通態(tài)壓降識(shí)別法： 缺點(diǎn)： 導(dǎo)通時(shí)若 GT0短路，通態(tài)壓降升高將滯后于電流上升，這種延遲作用影響保護(hù)動(dòng)作的靈敏性。另外， GTO開(kāi)通時(shí)的最初幾微秒內(nèi)，由于封鎖了保護(hù)電路，在這段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)“保護(hù)盲區(qū)”，因此不能進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。 2．存儲(chǔ)時(shí)間識(shí)別法：利用存儲(chǔ)時(shí)間和陽(yáng)極電流的關(guān)系，通過(guò)測(cè)量存儲(chǔ)時(shí)間判斷過(guò)流。 三、橋臂互鎖保護(hù)法： 在橋式逆變電路中，同一橋臂上二個(gè)支路的兩個(gè) GTO的驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須是互鎖的，以保證在任何情況下兩個(gè) GTO不同時(shí)導(dǎo)通。但是，如果一個(gè) GTO關(guān)斷失效后，另一個(gè) GTO仍繼續(xù)觸發(fā)導(dǎo)通，由此造成短路事故。為此可通過(guò)對(duì) GTO開(kāi)關(guān)狀態(tài)的識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn) GTO門(mén)極驅(qū)動(dòng)的聯(lián)鎖。 GTO的開(kāi)關(guān)狀態(tài)識(shí)別方法之一是由門(mén)極電壓與電流參數(shù)來(lái)確定。當(dāng)門(mén)極負(fù)電壓達(dá)到預(yù)定值，門(mén)極負(fù)電流的 diGR/dt由負(fù)變正時(shí)，認(rèn)為 GTO阻斷。 上述保護(hù)方法可以防止因橋臂誤觸發(fā)而產(chǎn)生的短路過(guò)電流，但是在互鎖作用以外的短路事故，如續(xù)流二極管擊穿或損壞仍會(huì)使橋臂短路，在這種情況下，必須采用熔斷器或撬杠法進(jìn)行保護(hù)。 因此 GTO整機(jī)的保護(hù)應(yīng)該采用分級(jí)保護(hù)的方法。 四、逆變器的過(guò)電流保護(hù)： 1．熔斷器保護(hù)： ２．撬杠保護(hù)法： 非熔斷保護(hù)法，在中、大容量 GTO電路中應(yīng)用廣泛。通過(guò)傳感器檢測(cè)到濾波電容的放電電流信號(hào)，進(jìn)行如下動(dòng)作： (1)觸發(fā)并聯(lián)晶間管 VT，使 GTO逆變器分流， VT串聯(lián)一小電感，以便限 制 VT的 di/dt。 (2)封鎖 GTO的關(guān)斷信號(hào)并觸發(fā)所有 GTO，使短路電流由所有 GTO承擔(dān)， 減少電流集中現(xiàn)象。 (3)交流側(cè)斷路器跳閘。 3．自關(guān)斷保護(hù)法：用于 200A以下小容量 GTO的逆變裝置。 該逆變器的短路過(guò)電流信號(hào)由直流互感器檢出，與設(shè)定電平進(jìn)行比較，再經(jīng)記憶電路、控制電路的變換之后，直接送門(mén)極控制電路，發(fā)出全關(guān)斷的脈沖信號(hào)，并使所有 GTO全部處于關(guān)斷狀態(tài)，進(jìn)而切斷短路過(guò)電流。 五、門(mén)極電路的過(guò)電流保護(hù)： 由于 GTO損壞后，常常引起門(mén)極電路的損壞，因此應(yīng)設(shè)計(jì)門(mén)極保護(hù)環(huán)節(jié)。常用方法： (1)在門(mén)極電路的輸出端接一快速熔斷器實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)， 以便使門(mén)極電路盡快與 GTO門(mén)極端子斷開(kāi)； (2)在門(mén)極電路的輸出端同時(shí)接一齊納二極管，以使門(mén)極電 路嵌位在安全電壓范圍之內(nèi)。 167。 GTO的應(yīng)用 一、 GTO逆變器變頻調(diào)速系統(tǒng) 二、 GTO斬波調(diào)速系統(tǒng) 三、快速響應(yīng)、大容量 GTO逆變器
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