電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件

1、電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件第第4章章 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù) 4.1 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電力電子器件的驅(qū)動(dòng) 4.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù) 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件第第4章章 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電力電子器件以不同的電路拓?fù)錁?gòu)成不同的電力電子電路，實(shí)現(xiàn)各種電能轉(zhuǎn)換與控制功能。為使電力電子電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行并獲得優(yōu)良電能，需要對(duì)電力電子器件進(jìn)行可靠的驅(qū)動(dòng)、控制與保護(hù)。本章講述典型觸發(fā)、驅(qū)動(dòng)和緩沖保護(hù)電路的組成、工作原理和特點(diǎn)。本章要求熟悉常用電力電子器件的基本驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)方法。電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1

2、 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電力電子器件的驅(qū)動(dòng) 4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路4.1.2 GTO驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路4.1.3 GTR驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路4.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電力電子電路中各種驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)取決于開(kāi)關(guān)器件的類(lèi)型、主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電壓電流等級(jí)。 采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可以使電力電子器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間，減少開(kāi)關(guān)損耗，對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要意義。 另外，對(duì)電力電子器件或整個(gè)裝置的一些保護(hù)環(huán)節(jié)，如控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)及對(duì)整個(gè)電路的緩沖環(huán)節(jié)等

3、，也設(shè)在驅(qū)動(dòng)電路或通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些都使得驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)尤為重要。電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路1. 晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求1) 觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠大的功率2) 觸發(fā)脈沖的同步及移相范圍3) 觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的寬度，且前沿要陡4) 為使并聯(lián)晶閘管元件能同時(shí)導(dǎo)通，觸發(fā)電路應(yīng)能產(chǎn)生強(qiáng)觸發(fā)脈沖5) 應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路2. 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 圖圖4.2 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路同步信號(hào)為鋸

4、齒波的觸發(fā)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路3. 集成化晶閘管移相觸集成化晶閘管移相觸發(fā)電路發(fā)電路 圖圖4.6 KC04引腳圖引腳圖 圖圖4.7 KC04電路各引腳電壓波形電路各引腳電壓波形 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路引腳號(hào)符號(hào)功能用法1In-PV同相脈沖輸出端接正半周應(yīng)導(dǎo)通晶閘管的脈沖功率放大器及脈沖變壓器2NC空腳3CT鋸齒波電容連接端通過(guò)電容接4腳4uT鋸齒波電壓輸出端通過(guò)電阻接移項(xiàng)綜合端5-UCC工作負(fù)電源輸入端接用戶系統(tǒng)負(fù)電源6NC空腳7GND接地端，為整個(gè)電路提供一參考地端接用戶的控制電源地端8

5、uS同步電源信號(hào)輸入端接同步變壓器的二次側(cè)，同步電壓為30V電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路引腳號(hào)符號(hào)功能用法9u移項(xiàng)、偏置及同步信號(hào)綜合端分別通過(guò)三個(gè)等值電阻接鋸齒波、偏置電壓及移項(xiàng)電壓10NC空腳11uP方波脈沖輸出端，該端的輸出信號(hào)反映了移項(xiàng)脈沖的相位通過(guò)一電容接12腳12UW脈寬信號(hào)輸入端，該端與11腳所接電容的大小反映了輸出脈沖的寬度接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出13UC-負(fù)脈沖調(diào)制及封鎖控制端，通過(guò)該端輸入信號(hào)的不同，可對(duì)負(fù)輸出脈沖進(jìn)行調(diào)制或封鎖接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出14UC+正脈沖調(diào)制及封鎖控制端，通過(guò)該端輸入信號(hào)的不同，可對(duì)正輸出

6、脈沖進(jìn)行調(diào)制或封鎖接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出15Out-PV反向脈沖輸出端接負(fù)半周應(yīng)導(dǎo)通晶閘管的脈沖功率放大器及脈沖變壓器16+UCC系統(tǒng)正電源輸入端接控制電路電源電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.1 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路4. 數(shù)字觸發(fā)電路數(shù)字觸發(fā)電路在各種數(shù)字觸發(fā)電路中，目前使用較多的是以微機(jī)為控制核心的數(shù)字觸發(fā)器。這種觸發(fā)電路的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活，準(zhǔn)確可靠。該觸發(fā)器由脈沖同步、脈沖移相、脈沖形成與輸出等幾個(gè)部分構(gòu)成。 圖圖4.9 單片機(jī)數(shù)字觸發(fā)器的原理框圖單片機(jī)數(shù)字觸發(fā)器的原理框圖電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.2 GTO驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路1. GTO對(duì)門(mén)極驅(qū)

7、動(dòng)電路的基本要求對(duì)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求GTO的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門(mén)極反偏電路三部分，其結(jié)構(gòu)示意圖及其理想的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流波形如圖4.10所示。 圖圖4.10 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖及理想的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流波形門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖及理想的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流波形電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.2 GTO驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2. 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例1) 小容量小容量GTO門(mén)極驅(qū)動(dòng)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路電路圖4.11是一種小容量的GTO門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路。圖圖4.11 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例1電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.2 GTO驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2) 雙電

8、源光電耦合雙電源光電耦合GTO門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路圖圖4.12 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例2 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.3 GTR驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路1. 對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求 控制開(kāi)通GTR時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流前沿要陡(小于1 )，并有一定的過(guò)沖電流，以縮短開(kāi)通時(shí)間，減小開(kāi)通損耗。 GTR導(dǎo)通后，應(yīng)相應(yīng)減小驅(qū)動(dòng)電流，使GTR處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài)，且使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)，以降低驅(qū)動(dòng)功率，縮短儲(chǔ)存時(shí)間。 GTR關(guān)斷時(shí)，應(yīng)迅速加上足夠大的反向基極電流，迅速抽取基區(qū)的剩余載流子，確保GTR快速關(guān)斷，并減小關(guān)斷損耗。 GTR的驅(qū)動(dòng)電路要具有自動(dòng)保護(hù)功能，以便

9、在故障狀態(tài)下能快速自動(dòng)切除基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，避免GTR遭至損壞。s圖圖4.13 理想的理想的GTR基極驅(qū)動(dòng)電流波形基極驅(qū)動(dòng)電流波形 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.3 GTR驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2. 貝克鉗位電路貝克鉗位電路為了提高GTR的工作速度，都以抗飽和的貝克鉗位電路作為基本電路。它使GTR工作在準(zhǔn)飽和狀態(tài)，提高了器件開(kāi)關(guān)過(guò)程的快速性能，因此成為一種被廣泛采用的基本電路。電路的具體形式如圖4.14所示。圖圖4.14 貝克鉗位電路貝克鉗位電路 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.3 GTR驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路3. 基極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例基極驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例1) 由分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路由分立元件組成

10、的驅(qū)動(dòng)電路圖圖4.15 GTR基極驅(qū)動(dòng)電路基極驅(qū)動(dòng)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.3 GTR驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2) 集成化基極驅(qū)動(dòng)電路集成化基極驅(qū)動(dòng)電路 由分立元件組成的基極驅(qū)動(dòng)電路都存在著電路組件多、電路復(fù)雜、穩(wěn)定性差和使用不便等缺點(diǎn)。大規(guī)模集成化基極驅(qū)動(dòng)電路的出現(xiàn)不但解決了這些問(wèn)題，同時(shí)還增加了電路保護(hù)功能。 圖圖4.16 UAA4002引腳圖引腳圖電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路1. 對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求 由于 IGBT 的柵-射極之間有數(shù)千皮法左右的極間電容，為加快建立驅(qū)動(dòng)電壓，要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小的內(nèi)阻。同時(shí)用

11、內(nèi)阻小的驅(qū)動(dòng)源對(duì)電容沖放電，可以保證柵極控制電壓 的前后沿足夠陡峭，從而使IGBT快速開(kāi)通和關(guān)斷，并減少開(kāi)關(guān)損耗。 柵極驅(qū)動(dòng)電源的功率要足夠大，這樣可以保證在IGBT導(dǎo)通后，其功率輸出級(jí)總是處于飽和狀態(tài)。而當(dāng)瞬時(shí)過(guò)載時(shí)，足夠大的驅(qū)動(dòng)功率也足以保證IGBT不退出飽和區(qū)，以使IGBT的開(kāi)關(guān)可靠，并避免在開(kāi)通期間因退飽和而損壞。 要提供大小合適的正向驅(qū)動(dòng)電壓 。當(dāng)正向驅(qū)動(dòng)電壓增加時(shí)，IGBT的通態(tài)壓降和開(kāi)關(guān)損耗均將下降；但若 過(guò)大，則在負(fù)載短路過(guò)程中，IGBT的集電極電流也隨的增大而增大，使IGBT能承受電流的時(shí)間減小，不利于其本身的安全，因此 也不宜選得過(guò)大，合適的 取值為1215V。GEUGEU

12、GEUGEUGEUGEU電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 要提供大小合適的反向驅(qū)動(dòng)電壓。IGBT關(guān)斷時(shí)，在柵極和發(fā)射極間施加反向電壓( )可防止因關(guān)斷時(shí)浪涌電流過(guò)大而使IGBT誤導(dǎo)通，并使IGBT快速關(guān)斷。但反向驅(qū)動(dòng)電壓也不能過(guò)高，否則會(huì)造成柵-射極反向擊穿。一般取反向電壓數(shù)值為510V。 要提供合適的開(kāi)關(guān)時(shí)間。快速開(kāi)通和關(guān)斷有利于提高工作頻率，減小開(kāi)關(guān)損耗。但在大電感負(fù)載情況下，開(kāi)關(guān)時(shí)間過(guò)短會(huì)產(chǎn)生很高的尖峰電壓，造成元器件擊穿。因此提供合適的開(kāi)關(guān)時(shí)間，才能保證IGBT正常工作并不致?lián)p壞。 要有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)IGBT的保護(hù)功能。驅(qū)動(dòng)電路與信號(hào)控制電路要

13、嚴(yán)格進(jìn)行電氣隔離，防止相互間的干擾；還要有完整的自保護(hù)功能。同時(shí)，信號(hào)控制電路到驅(qū)動(dòng)電路IGBT模塊的引線要盡量短，且采用雙絞線或同軸電纜屏蔽線，以免引起干擾。GEU電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2. 驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例1) 分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路 實(shí)例1圖圖4.18 采用光電耦合器進(jìn)行隔離的柵極驅(qū)動(dòng)電路采用光電耦合器進(jìn)行隔離的柵極驅(qū)動(dòng)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 實(shí)例2圖圖4.19 由脈沖變壓器組成的柵極驅(qū)動(dòng)電路由脈沖變壓器組成的柵極驅(qū)動(dòng)電路 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.1.

14、4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路2) 集成驅(qū)動(dòng)電路集成驅(qū)動(dòng)電路同其他的電力電子器件一樣，由分立元件組成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路也存在著可靠性問(wèn)題。為此，目前已經(jīng)研制出多種專(zhuān)用的IGBT集成驅(qū)動(dòng)電路。這些集成化驅(qū)動(dòng)模塊抗干擾能力強(qiáng)、速度快、保護(hù)功能完善，可實(shí)現(xiàn)IGBT的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)。 圖圖4.20 EXB841芯片引腳圖芯片引腳圖電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù) 4.2.1 電力電子器件的散熱技術(shù)電力電子器件的散熱技術(shù)4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)4.2.3 緩沖電路緩沖電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保

15、護(hù)電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于各種原因，總可能會(huì)發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流甚至短路等現(xiàn)象，若無(wú)必要的保護(hù)措施，勢(shì)必會(huì)損壞電力電子器件，或者損壞電路。同時(shí)，電力電子元器件在工作過(guò)程中，要消耗大量的功率，這部分耗散功率轉(zhuǎn)變成熱量會(huì)使元器件本身的溫度升高，若溫度過(guò)高且不及時(shí)處理，同樣會(huì)造成元器件的損壞。因此，在電力電子電路中，為了避免器件及線路出現(xiàn)損壞，除了電力電子元件參數(shù)要選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，還需要進(jìn)行必要的散熱、設(shè)置必要的保護(hù)環(huán)節(jié)和緩沖處理。電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.1 電力電子器件的散熱技術(shù)電力電子器件的散熱技術(shù)1. 結(jié)溫與器件特性的關(guān)系結(jié)溫與器件特性的關(guān)系1) 結(jié)溫與結(jié)溫與

16、GTO特性的關(guān)系特性的關(guān)系GTO與普通晶閘管相似，結(jié)溫會(huì)影響正向耐壓、反向漏電流、可關(guān)斷陽(yáng)極電流，以及關(guān)斷時(shí)間等特性參數(shù)。當(dāng)結(jié)溫過(guò)高時(shí)，會(huì)使GTO的PN結(jié)產(chǎn)生熱擊穿效應(yīng)，從而造成耐壓急劇下降，如圖4.23所示。 此外，結(jié)溫對(duì)GTO的動(dòng)態(tài)參數(shù)也有很大影響，其開(kāi)關(guān)特性的溫度曲線如圖4.24所示。 圖圖4.23 PN結(jié)對(duì)器件特性的影響結(jié)對(duì)器件特性的影響 圖圖4.24 開(kāi)關(guān)特性與溫度的關(guān)系開(kāi)關(guān)特性與溫度的關(guān)系 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.1 電力電子器件的散熱技術(shù)電力電子器件的散熱技術(shù)2) 結(jié)溫與結(jié)溫與GTR特性的關(guān)系特性的關(guān)系GTR的管芯發(fā)熱、結(jié)溫升高主要是受其集電極耗散功率的影響，而耗

17、散功率由集電極工作電壓與電流的乘積所決定。3) 結(jié)溫與結(jié)溫與MOSFET特性的關(guān)系特性的關(guān)系MOSFET為單極型功率器件，它只有一種載流子導(dǎo)電，因而開(kāi)關(guān)速度快、開(kāi)關(guān)損耗很小。但是它的通態(tài)電阻大，通態(tài)損耗大。 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.1 電力電子器件的散熱技術(shù)電力電子器件的散熱技術(shù)2. 穩(wěn)態(tài)熱阻與散熱措施穩(wěn)態(tài)熱阻與散熱措施1) 穩(wěn)態(tài)熱阻穩(wěn)態(tài)熱阻一般來(lái)說(shuō)，器件散熱時(shí)的總熱阻 包括兩部分：一是PN結(jié)至外殼的內(nèi)熱阻 ，二是由外殼至散熱器的熱阻 以及散熱器至環(huán)境介質(zhì)的熱阻構(gòu)成的外熱阻 。2) 散熱措施散熱措施 減小接觸熱阻 。 減小散熱器熱阻 。 JRJcRJaRJbRJaRJbR電力電

18、子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.1 電力電子器件的散熱技術(shù)電力電子器件的散熱技術(shù)3. 散熱器的選配散熱器的選配散熱器的選配原則是保證器件的最高運(yùn)行結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫。選配散熱器時(shí)首先要知道所用器件的參數(shù)、負(fù)載變化情況及工作環(huán)境等條件，然后確定器件的耗散功率。由器件耗散功率和額定結(jié)溫確定必要的散熱器熱阻，借以確定散熱器的型號(hào)。 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)1. 晶閘管的保護(hù)晶閘管的保護(hù)1) 晶閘管的串并聯(lián)晶閘管的串并聯(lián) (1) 晶閘管的串聯(lián)晶閘管的串聯(lián) (a)電壓分配電壓分配 (b)靜態(tài)均壓靜態(tài)均壓 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2

19、 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)(2) 晶閘管的并聯(lián)晶閘管的并聯(lián)(a)電流分配電流分配 (b)晶閘管并聯(lián)電路晶閘管并聯(lián)電路 (a)電阻均流電阻均流 (b)電抗均流電抗均流 圖圖4.27 電阻均流與電抗均流電阻均流與電抗均流 圖圖4.26 晶閘管并聯(lián)時(shí)的電流分配晶閘管并聯(lián)時(shí)的電流分配 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)2) 晶閘管的保護(hù)晶閘管的保護(hù)(1) 過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)按過(guò)電壓保護(hù)的部位來(lái)分，有交流側(cè)保護(hù)、直流側(cè)保護(hù)和元件保護(hù)等幾部分，如圖4.28所示。圖圖4.28 晶閘管裝置可采用的過(guò)電壓保護(hù)措施晶閘管裝置可采用的過(guò)電壓保護(hù)措施電力電子

20、器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)(2) 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)圖圖4.32 晶閘管裝置可能采取的過(guò)電流保護(hù)措施晶閘管裝置可能采取的過(guò)電流保護(hù)措施1進(jìn)線電抗器；進(jìn)線電抗器；2電流檢測(cè)和過(guò)流繼電器；電流檢測(cè)和過(guò)流繼電器；3交流側(cè)快熔；交流側(cè)快熔；4晶閘管串聯(lián)快熔；晶閘管串聯(lián)快熔；5直流側(cè)快熔；直流側(cè)快熔；6過(guò)流繼電器；過(guò)流繼電器；7直流快速開(kāi)關(guān)直流快速開(kāi)關(guān)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)(3) 電壓上升率電壓上升率 及其限制及其限制晶閘管在阻斷狀態(tài)下存在結(jié)電容。當(dāng)加在晶閘管上的正向電壓上升率 較大時(shí)，結(jié)電容充電電

21、流起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管誤導(dǎo)通，造成裝置的失控。因此，必須采取措施抑制 。晶閘管的RC保護(hù)電路可以起到抑制 的作用。在每個(gè)橋臂串入橋臂電抗器也是防止過(guò)大造成晶閘管誤導(dǎo)通的有效辦法。此外，對(duì)于小容量的晶閘管，在其門(mén)極和陰極之間接一電容，使 產(chǎn)生的充電電流不流過(guò)結(jié)電容，而通過(guò)電容C流到陰極，也能防止因 過(guò)大而使晶閘管誤導(dǎo)通。du /dtdu /dtdu /dtdu /dtdu /dtdu /dt電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)(4) 電流上升率電流上升率 及其限制及其限制晶閘管在導(dǎo)通瞬間，電流集中在門(mén)極附近，隨著時(shí)間的推移導(dǎo)通區(qū)才逐漸擴(kuò)大，直到

22、整個(gè)結(jié)面導(dǎo)通為止。在此過(guò)程中，電流上升率 應(yīng)限制在通態(tài)電流臨界上升率以內(nèi)，否則將導(dǎo)致門(mén)極附近過(guò)熱，損壞晶閘管。增大阻容保護(hù)中電阻值可以減小 ，但會(huì)降低阻容保護(hù)對(duì)晶閘管過(guò)電壓保護(hù)的效果。在晶閘管回路串聯(lián)電感是限制 的有效方法。晶閘管的保護(hù)是關(guān)系到晶閘管裝置能否安全可靠地運(yùn)行的問(wèn)題，但對(duì)于保護(hù)裝置的定量計(jì)算還沒(méi)有成熟的和統(tǒng)一的計(jì)算方法，有待于進(jìn)一步研究和實(shí)踐。d /ditd /ditd /ditd /ditd /ditd /dit電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)2. 全控型電力電子器件的保護(hù)全控型電力電子器件的保護(hù)1) GTR的過(guò)電流保護(hù)的過(guò)電流保護(hù) 圖圖4.34 GTR的過(guò)電流保護(hù)電路的過(guò)電流保護(hù)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.2 電力電子器件的保護(hù)電力電子器件的保護(hù)2) IGBT的過(guò)電流保護(hù)的過(guò)電流保護(hù)(a)電阻保護(hù)電路電阻保護(hù)電路 (b)霍爾傳感器保護(hù)電路霍爾傳感器保護(hù)電路圖圖4.35 IGBT的過(guò)電流保護(hù)電路的過(guò)電流保護(hù)電路電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)優(yōu)秀課件4.2.3 緩沖電路緩沖電路1. 緩沖電路的基本形式緩沖電路的基本形式緩沖電路通常由電阻、電容、