【正文】 邏輯或模擬控制電路的單片集成 。 實(shí)際應(yīng)用電路 167 功率模塊與功率集成電路 功率集成電路的主要技術(shù)難點(diǎn)： 高低壓電路之間的絕緣問題 以及 溫升和散熱的處理 。 智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個(gè)難點(diǎn) ,最近幾年獲得了 迅速發(fā)展 。 發(fā)展現(xiàn)狀 168 全控電力電子器件參數(shù)比較 元件 名稱 GTR GTO IGBT MOSFET SIT SITH MCT 控制方式 電流 電流 電壓 電壓 電壓 電壓 電壓 常態(tài) 阻斷 阻斷 阻斷 阻斷 開通 /阻斷 開通 /阻斷 阻斷 反向電壓 650V 6500V 2500V 400V 400V 4500V 3000V 斷態(tài)電壓 1400V 9000V 2500V 1000V 1500V 4500V 1000V 正向電流 400A 3500A 450A 100A 200A 2200A 600A 浪涌電流 3IN 10IN 5IN 5IN 5IN 10IN 5IN 電流密度（ A/cm2） 30 40 60 6 30 500 600 最大開關(guān)速度（ KHZ） 50 10 100 10000 10000 100 1000 抗輻射 能力 差 很差 中 中 好 好 好 169 全控電力電子器件參數(shù)比較 元件 名稱 GTR GTO IGBT MOSFET SIT SITH MCT 電路符號(hào) du/dt 中 低 高 高 高 高 高 di/dt 中 低 高 高 高 中 高 通態(tài)壓降 制造工藝 復(fù)雜 復(fù)雜 很復(fù)雜 很復(fù)雜 很復(fù) 雜 很復(fù)雜 很復(fù)雜 缺點(diǎn) 二次擊穿 擎柱效應(yīng) 功率（ KVA） 102 104 103 *102 10 *103 5*103 K G A G S D G S D 功率排序 SCRGTOSITHMCTIGBTGTRSITMOSFET 170 電力電子器件器件的驅(qū)動(dòng) 電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路概述 晶閘管的觸發(fā)電路 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 171 電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路概述 光耦合器的類型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型 E R a ) U in U out R 1 I C I D E R b ) R 1 E R c ) R 1 172 晶閘管的觸發(fā)電路 I I M 理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形 t1~t2?脈沖前沿上升時(shí)間（ 1?s） t1~t3?強(qiáng)脈寬度 IM?強(qiáng)脈沖幅值（ 3IGT~5IGT） t1~t4?脈沖寬度 I?脈沖平頂幅值（ ~2IGT） 晶閘管的觸發(fā)電路 t t 1 t 2 t 3 t 4 常見的晶閘管觸發(fā)電路 173 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 推薦的 GTO門極電壓電流波形 t O u G O t i G 1) 電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路 正的門極電流 5V的負(fù)偏壓 (1)GTO 174 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 典型的直接耦合式 GTO驅(qū)動(dòng)電路 1) 電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路 175 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 t O i b 理想的 GTR基極驅(qū)動(dòng)電流波形 (2) GTR VD1AVVS0 V+ 10V+ 15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R5C1C2 GTR的一種驅(qū)動(dòng)電路 1) 電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路 176 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 (1) 電力 MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路 電力 MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路 2) 電壓驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路 177 典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路 (2) IGBT的驅(qū)動(dòng) M57962L型 IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理和接線圖 多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器 178 電力電子器件器件的保護(hù) 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 過電流保護(hù) 緩沖電路 179 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 過電壓保護(hù)措施 過電壓抑制措施及配臵位臵 F?避雷器 D?變壓器靜電屏蔽層 C?靜電感應(yīng)過電壓抑制電容 RC1?閥側(cè)浪涌過電壓抑制用 RC電路 RC2?閥側(cè)浪涌過電壓抑制用反向阻斷式 RC電路 RV?壓敏電阻過電壓抑制器 RC3?閥器件換相過電壓抑制用 RC電路 RC4?直流側(cè) RC抑制電路 RCD?閥器件關(guān)斷過電壓抑制用 RCD電路 180 過電流保護(hù) 過電流 ——過載 和 短路 兩種情況 保護(hù)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(dòng)作電流 整定值 短路器 電流檢測(cè) 電子保護(hù)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 過電流保護(hù)措施及配臵位臵 181 緩沖電路 關(guān)斷緩沖電路 （ du/dt抑制電路 ） ——吸收器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓 ， 抑制 du/dt， 減小關(guān)斷損耗 。 復(fù)合緩沖電路 ——關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合 。 通常將緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路 ， 將開通緩沖電路叫做di/dt抑制電路 。 182 b) t u CE i C O d i d t 抑制電路 無 時(shí)d i d t 抑制電路 有 時(shí)有緩沖電路時(shí) 無緩沖電路時(shí) u CE i C 緩沖電路 緩沖電路作用分析 無緩沖電路： 有緩沖電路： di/dt抑制電路和 充放電型 RCD緩沖電路及波形 a) 電路 b) 波形 A D C B 無緩沖電路 有緩沖電路 u CE i C O 關(guān)斷時(shí)的負(fù)載線 183 緩沖電路 充放電型 RCD緩沖電路 ，適用于中等容量的場(chǎng)合 。 另外兩種常用的緩沖電路 a) RC吸收電路 b) 放電阻止型 RCD吸收電路 184 晶閘管的串聯(lián) 晶閘管的并聯(lián) 電力 MOSFET和 IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn) 185 晶閘管的串聯(lián) 問題 ：理想串聯(lián)希望器件分壓相等 ， 但因特性差異 ， 使器件電壓分配不均勻 。 動(dòng)態(tài)不均壓 ：由于器件動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓。 186 晶閘管的串聯(lián) 靜態(tài)均壓措施 ： 選用參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 b) R C R C VT 1 VT 2 R P R P a) I O U U T1 I R U T2 VT 1 VT 2 晶閘管的串聯(lián) a) 伏安特性差異 b) 串聯(lián)均壓措施 動(dòng)態(tài)均壓措施 ： 選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開通時(shí)間的差異 。 均流措施 ： 挑選特性參數(shù)盡量一致的器件 。 用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流 。 目的 ：多個(gè)器件并聯(lián)來承擔(dān)較大的電流 188 MOSFET和 IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn) Ron具有正溫度系數(shù) ， 具有電流自動(dòng)均衡的能力 ， 容易并聯(lián) 。 電路走線和布局應(yīng)盡量對(duì)稱 。 IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn) 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) 。 并聯(lián)使用時(shí)也具有電流的自動(dòng)均衡能力 ， 易于并聯(lián) 。 集中討論電力電子器件的驅(qū)動(dòng) 、 保護(hù)和串 、 并聯(lián)使用 。 電流驅(qū)動(dòng)型 ：雙極型器件中除 SITH外 特點(diǎn) ：具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) ， 因而通態(tài)壓降低 ， 導(dǎo)通損耗小 ， 但工作頻率較低 ， 所需驅(qū)動(dòng)功率大 ,驅(qū)動(dòng)電路較復(fù)