[信息與通信]第9章電力電子器件應(yīng)用的共性問題-閱讀頁
2025-03-01 17:36本頁面
【正文】 用是抑制電力電子器件的 內(nèi)因過電壓 、 du/dt或者 過電流 和 di/dt，減小器件的 開關(guān)損耗 。 ? 開通緩沖電路：又稱為 di/dt抑制電路，用于抑制器件開通時的電流過沖和 di/dt，減小器件的開通損耗。 ◆ 還可分為 耗能式緩沖電路 和 饋能式緩沖電路 ? 耗能式緩沖電路 ：緩沖電路中儲能元件的能量消耗在其吸收電阻上。 ◆ 通常將緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路，而將開通緩沖電路區(qū)別叫做di/dt抑制電路。 ◆ 在無緩沖電路的情況下，di/dt很大，關(guān)斷時 du/dt很大，并出現(xiàn)很高的過電壓，如圖 914b。 ? V關(guān)斷時，負(fù)載電流通過VDs向 Cs分流，減輕了 V的負(fù)擔(dān)，抑制了 du/dt和過電壓。 三、緩沖電路 54/75 A D C B 無緩沖電路 有緩沖電路 u CE i C O 圖 915 關(guān)斷時的負(fù)載線 圖 916 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 ◆ 關(guān)斷過程 ? 無緩沖電路時， uCE迅速上升，負(fù)載線從 A移動到 B，之后 iC才下降到漏電流的大小，負(fù)載線隨之移動到 C。 ? 負(fù)載線在到達(dá) B時很可能超出安全區(qū)，使 V受到損壞，而負(fù)載線 ADC是很安全的，且損耗小。 ? 晶閘管在實際應(yīng)用中一般只承受換相過電壓，沒有關(guān)斷過電壓問題，關(guān)斷時也沒有較大的 du/dt，因此一般采用RC吸收電路即可。 ■ 外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原 因，包括 ◆ 操作過電壓 ：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起的過電壓。 ■ 內(nèi)因過電壓主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過 程，包括 ◆ 換相過電壓 ：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓。 64/75 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 圖 910 過電壓抑制措施及配置位置 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 ■ 過電壓抑制措施及配置位置 ◆ 各電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。 65/75 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。 ◆ 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。 ■ 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。 67/75 過電流保護(hù) ◆ 快速熔斷器（簡稱快熔） ? 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。 √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。 √為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應(yīng)考慮其時間 ?電流特性。 √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合。 ◆ 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(jìn)行過電流保護(hù)。 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 ■ 對較大型的電力電子裝置，當(dāng)單個電力電子器件的電壓或電流定額不能滿足要求時，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。 ◆ 靜態(tài)不均壓問題 ? 由于器件靜態(tài)特性不同而造成的均壓問題。 ◆ 動態(tài)不均壓問題 ? 由于器件動態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓問題。 Rp的阻值應(yīng)比任何一個器件阻斷時的正、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，常用多個器件并聯(lián)來承擔(dān) 較大的電流 。 ◆ 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)也有助于動態(tài)均流。 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 電流自動均衡能力 ，容易并聯(lián)。 ◆ 電路走線和布局應(yīng)盡量對稱。 ■ 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均衡能力 ，易于并聯(lián)使用。 72/75 并聯(lián)使用 （ 1） IGBT并聯(lián)使用時突出的問題是均流，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。 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)對均流的不良
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