【正文】 。 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度 。 為達(dá)到參數(shù)最佳配合 ， 首選所用器件生產(chǎn)廠家專門開發(fā)的集成驅(qū)動電路 。 驅(qū)動電路具體形式可為 分立元件 的 ， 但目前的趨勢是采用 專用集成驅(qū)動電路 。 驅(qū)動電路 —— 主電路與控制電路之間的接口 125 驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的 電氣隔離 環(huán)節(jié) ， 一般采用光隔離或磁隔離 。 對半控型器件只需提供開通控制信號 。 一些保護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中 ， 或通過驅(qū)動電路實現(xiàn) 。 IGBT的原理 124 2 電力電子器件驅(qū)動電路 使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài) ， 縮短開關(guān)時間 ， 減小開關(guān)損耗 。 通態(tài)壓降 ：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻 RN減小 ， 使通態(tài)壓降減小 。 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 123 IGBT絕緣柵雙極晶體管 驅(qū)動原理與電力 MOSFET基本相同 ， 場控器件 ， 通斷由柵射極電壓 uGE決定 。 開關(guān)頻率越高 ， 所需要的驅(qū)動功率越大 。 場控器件 ， 靜態(tài)時幾乎不需輸入電流 。 圖 120電力 MOSFET的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性 a) 轉(zhuǎn)移特性 b) 輸出特性 MOSFET的漏極伏安特性（即輸出特性） ： 0 10 20 30 50 40 2 4 6 8 a) 10 20 30 50 40 0 b) 10 20 30 50 40 飽和區(qū) 非 飽 和 區(qū) 截止區(qū) I D / A U T U GS / V U DS / V U GS = U T =3V U GS =4V U GS =5V U GS =6V U GS =7V U GS =8V I D / A 121 可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻 Rs減小時間常數(shù) ， 加快開關(guān)速度 。 漏源極之間有寄生二極管 ， 漏源極間加反向電壓時導(dǎo)通 。 – P基區(qū)與 N漂移區(qū)之間形成的 PN結(jié) J1反偏 ， 漏源極之間無電流流過 。 電流容量小 ， 耐壓低 ， 一般只適用于功率不超過 10kW的電力電子裝置 。 開關(guān)速度快 ， 工作頻率高 。 在開關(guān)過程中 ， 即在截止區(qū)和飽和區(qū)之間過渡時 ，要經(jīng)過放大區(qū) 。 特點： 117 GTR 電力晶體管 典型輸出特性： 截止區(qū) 、 放大區(qū) 和 飽和區(qū) 。 GTO關(guān)斷過程中有強烈正反饋使器件退出飽和而關(guān)斷 。 通態(tài)電流臨界上升率 di/dt —— 電流上升太快 ， 可能造成局部過熱而使晶閘管損壞 。 浪涌電流 ITSM —— 指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流 。 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)信號后， 能維持導(dǎo)通所需的最小電流。 選用時 ， 一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓 2~3倍 。 要使晶閘管關(guān)斷 ， 只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下 。 承受正向電壓時 ， 僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通 。 ? 能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，在大容量的場合具有重要地位。 ? 電力電子器件的分類？ 半控型器件（ Thyristor） 全控型器件（ IGBT,MOSFET) 不可控器件 (Power Diode) 電流驅(qū)動型 電壓驅(qū)動型 二極管 ? ？ ? ？ ? ？ ? 1）額定正向平均電流 IF(AV) ? 2）正向壓降 UF ? 3） 反向重復(fù)峰值電壓 URRM ? 4）反向恢復(fù)時間 trr ? 5）最高工作結(jié)溫 TJM ? 6) 浪涌電流 IFSM A K A K a) I K A P N J b) c) A K ? 大功率二極管的型號 ? ZP[電流 ]─[電壓 /100] ? 如 ZP5016表示普通型功率二極管，額定電流為 50A，額定電壓為 1600V。 電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制。 ? 電力電子器件的特征？ 能處理電功率的能力，一般遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。電力電子技術(shù) 總復(fù)習(xí) 題型 ? （ 20分） ? （ 25分） ? （ 30分） ? （ 15分） ? （ 10分） 第一章電力電子器件 本章重點內(nèi)容 : 各種器件的 工作原理 、 基本特性 、 主要參數(shù) 以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問題。 電力電子器件的 驅(qū)動 、 保護(hù) 問題。 電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。 電力電子器件自身的功率損耗遠(yuǎn)大于信息電子器件，一般都要安裝散熱器 。 2. 半控器件 — 晶閘管（ Thyristor） ? 特點： ? 只能控制其導(dǎo)通，不能控制其關(guān)斷。 陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) 陽極電壓上升率 du/dt過高 結(jié)溫較高 光觸發(fā) 只有門極觸發(fā)是最精確 、 迅速而可靠的控制手段 晶閘管正常工作時的特性總結(jié)如下： 承受反向電壓時 ， 不論門極是否有觸發(fā)電流 ，晶閘管都不會導(dǎo)通 。 晶閘管一旦導(dǎo)通 ， 門極就失去控制作用 。 伏安特性 正向 導(dǎo)通 雪崩 擊穿 O + U A U A I A I A I H I G2 I G1 I G = 0 U bo U DSM U DRM U RRM U RSM 動態(tài)特性 100% 90% 10% u AK t t O 0 t d t r t rr t gr U RRM I RM i A 反向阻斷恢復(fù)時間 trr 正向阻斷恢復(fù)時間 tgr 關(guān)斷時間 tq以上兩者之和 tq=trr+tgr （ 延遲時間 td (~?s) 上升時間 tr (~3?s) 開通時間 tgt以上兩者之和， tgt=td+ tr 晶閘管的主要參數(shù) ? 1） 電壓定額 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 。 2） 、 電流定額 通態(tài)平均電流 （ 額定電流 ） IT(AV) ? 選用器件時 IT(AV)=(～ 2)IT/ 維持電流 IH —— 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。 對同一晶閘管來說 ，通常 IL約為 IH的 2~4倍 。 斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt —— 電壓上升率過大 ， 使結(jié)電容充電電流足夠大 ， 造成晶閘管誤導(dǎo)通 。 4)、 晶閘管的型號 Ｐ —普通 , Ｋ —快速型 ， Ｓ —雙向型 ， Ｎ —逆導(dǎo)型 ， Ｇ —可關(guān)斷 KP[電流 ]─[電壓 /100][ ] KP50012 通態(tài)平均電壓組別 正反向重復(fù)峰值電壓 通態(tài)平均電流 普通型 閘流特性 ? ? ? ? 116 GTO 門極可關(guān)斷晶閘管 GTO導(dǎo)通過程與普通晶閘管一樣 ， 只是導(dǎo)通時飽和程度較淺 。 多元集成結(jié)構(gòu)還使 GTO比普通晶閘管開通過程快 ，承受 di/dt能力強 。 在電力電子電路中 GTR工作在開關(guān)狀態(tài) 。 截止區(qū) 放大區(qū) O I c i b3 i b2 i b1 i b1 i b2 i b3 U ce 圖 116 共發(fā)射極接法時 GTR的輸出特性 GTR的基本特性 MOSFET 特點 ——用柵極電壓來控制漏極電流 驅(qū)動電路簡單 ， 需要的驅(qū)動功率小 。 熱穩(wěn)定性優(yōu)于 GTR。 NMOS 截止 ： 漏源極間加正電源 ， 柵源極間電壓為零 。 導(dǎo)電 ： 在柵源極間加正電壓 UGS 120 截止區(qū) （ 對應(yīng)于 GTR的截止區(qū) ） 飽和區(qū) （ 對應(yīng)于 GTR的放大區(qū) ） 非飽和區(qū) （ 對應(yīng) GTR的飽和區(qū) ） 工作在開關(guān)狀態(tài) ， 即在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉(zhuǎn)換 。 通態(tài)電阻具有正溫度系數(shù) ， 對器件并聯(lián)時的均流有利 。 開關(guān)時間在 10~100ns之間 ， 工作頻率可達(dá) 100kHz以上 ，是主要電力電子器件中最高的 。 但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電 ， 仍需一定的驅(qū)動功率 。 MOSFET的開關(guān)速度 122 3) 電力 MOSFET的主要參數(shù)