電力電子器件第5講-wenkub.com
2024-12-27 06:38 本頁面
【正文】 比較普通晶閘管、 GTO、 GTR、 MOSFET、 IGBT的優(yōu)缺點。 作業(yè) GTO、 MOSFET驅(qū)動電路的工作原理，敘述 GTR驅(qū)動電路中抗飽和電路的作用。 功率模塊和功率集成電路 是現(xiàn)在電力電子發(fā)展的一個共同趨勢 。 仍在不斷發(fā)展 ， 試圖在兆瓦以上取代 GTO。 集中討論電力電子器件的驅(qū)動 、 保護和串 、 并聯(lián)使用 。 (3) 復(fù)合型器件 IGBT， 是電力電子器件發(fā)展方向 。 (2) 電壓控制器件 驅(qū)動功率小 ， 驅(qū)動電路簡單可靠 ， 工作頻率高 。 (2) 半控器件 普通晶閘管 SCR是半控器件 。 柵極到各模塊驅(qū)動級的配線長短及引線電感要相等 控制回路的接線應(yīng)使用雙芯線或屏蔽線 。 并聯(lián)使用時也具有電流的自動均衡能力 ， 易于并聯(lián) 。 電路走線和布局應(yīng)盡量對稱 。 ? 使用同一個廠家同一型號的管子 ， 多管并聯(lián)時可以不采用負(fù)載均衡措施 。 并聯(lián)工作的 GTO1與 GTO2之間的開關(guān)時間差異 ， 從而導(dǎo)致 GTO的開關(guān)損耗進一步增大 ， 溫度再增高 ， 這樣繼續(xù)下去 ， 惡性循環(huán)的結(jié)果就會燒壞器件 。 ? GTO的動態(tài)不均壓的過電壓產(chǎn)生于器件開通瞬間電壓的后沿和關(guān)斷瞬間電壓的前沿 ， 采用強觸發(fā)脈沖驅(qū)動 。 用門極強脈沖觸發(fā)也有助于動態(tài)均流 。 ? 要求：各并聯(lián)器件的電流均勻分配 。 采用均流電抗器 。 選擇動態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件 ， 采用門極強脈沖觸發(fā) 。 選用參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 電力電子器件的串并聯(lián) 1 晶閘管 ：保證阻斷時器件承擔(dān)電壓相等 。 (128) 充放電型 RCD緩沖電路 ，適用于中等容量的場合 。 開通緩沖電路 （ di/dt抑制電路 ） ——抑制器件開通時的電流過沖和di/dt， 減小器件的開通損耗 。V關(guān)斷時 ， Ri 、 VDi用來釋放 Li中的磁場能量 。 工作臺和烙鐵都必須良好接地 ， 焊接時電烙鐵功率不超過25W， 最好使用 12V～ 24V的低電壓烙鐵 ， 先焊柵極 ， 后焊漏極與源極 。 (1) 電壓狀態(tài)識別保護 ? 當(dāng) BJT、 GTO、 IGBT等電力電子器件處于過載或短路故障狀態(tài)時 ,隨著集電極電流或陽極電流的增加 ,其集射極電壓 UCE或陽極陰極的電壓UAK均發(fā)生相應(yīng)變化 , BJT的基射極電壓 UBE也發(fā)生變化，可利用這一特點對 BJT等自關(guān)斷器件進行過載和短路保護。 ? 對重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備 ， 或全控型器件 ， 需采用電子電路進行過電流保護 。 (2)電流容量按其在主電路中的接入方式和主電路聯(lián)結(jié)形式確定 ,但 熔絲 電流容量應(yīng)大于正常時線路中電流有效值 。 ● RC過電壓抑制電路最為常見 ， 典型聯(lián)結(jié)方式見下圖 RC過電壓抑制電路聯(lián)結(jié)方式 a)單相 b) 三相 大容量電力電子裝置可采用圖 136所示的整流式 RC電路 電力電子裝置過電壓抑制電路圖1 3 6C1R1R2C2圖 136 整流式過電壓抑制用 RC電路 保護電路參數(shù)計算可參考相關(guān)書籍和工程手冊 也可選用金屬氧化物壓敏電阻、硒堆等非線性元器件吸收過電壓 (121) 過電流 —— 過載 和 短路 兩種情況 保護措施 負(fù)載 觸發(fā)電路 開關(guān)電路 過電流 繼電器 交流斷路器 動作電流 整定值 短路器 電流檢測 電子保護電路 快速熔斷器 變流器 直流快速斷路器 電流互感器 變壓器 同時采用幾種過電流保護措施，提高可靠性和合理性。 RC參數(shù)選擇的參考書同上，第 148頁。但為防止電容放電時通過 SCR的電流過大和抑制振蕩，需串入電阻，從而構(gòu)成了阻容保護電路。 因此保護則成為保證器件可靠運行的重要一環(huán)。 ● M57962L輸出的正驅(qū)動電壓均為 +15V左右，負(fù)驅(qū)動電壓為 10V。 ? 無輸入信號時，運放 A輸出負(fù)電平， V3導(dǎo)通，使 MOSFET控制（柵）極放電，并承受反壓而關(guān)斷。 （ 高于管子的開啟電壓 ） 關(guān)斷時施加一定幅值的 負(fù)驅(qū)動電壓 （ 一般取 5 ~ 15V） 有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗 。 注 UCE= 驅(qū)動 GTR的集成驅(qū)動電路中， THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的 M57215BL較為常見。在 UC2作用下， V6導(dǎo)通， V反偏截止， VS通，使 V截止更可靠。 關(guān)斷 GTR時 ， 施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗 。 ? 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。 ? VD4和電容 C4提供 15V電壓。 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)動電路 正的門極電流 5V的負(fù)偏壓 GTO驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路 、 關(guān)斷驅(qū)動電路 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 。 脈沖變壓器 TM和附屬電路構(gòu)成 脈沖輸出環(huán)節(jié) 。 (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刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通 。 可串聯(lián)電阻檢測集電極電流 ， 實現(xiàn)過流保護 。 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 。 – 對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號。 電力電子器件的
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