重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院實驗四鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗

1、實驗四鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師:黃琴、劉宗均黃琴、劉宗均電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2一、實驗?zāi)康?(1)加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗

2、室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2二、實驗所需掛件及附件序號序號型號型號備注備注1 1TKDD-1 TKDD-1 電源控制屏電源控制屏該控制屏包含該控制屏包含“三三相電源輸出相電源輸出”等幾等幾個模塊。個模塊。U UABAB2 2DK05 DK05 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含該掛件包含“鋸齒鋸齒波同步移相觸發(fā)電波同步移相觸發(fā)電路路”等模塊。等模塊。3 3雙蹤示波器雙蹤示波器YB4328YB4328電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制

3、作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2三、注意事項(1) 雙蹤示波器有兩個探頭，可同時觀測兩路信號，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當(dāng)需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生

4、意外。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2三、注意事項(2)由于脈沖由于脈沖“G”、“K”輸出端有電容影輸出端有電容影響，故觀察輸出脈沖電壓波形時，需將輸出響，故觀察輸出脈沖電壓波形時，需將輸出端端“G”和和“K”分別接到晶閘管的門極和陰分別接到晶閘管的門極和陰極極（或者也可用約100左右阻值的電阻接到“G”、“K”兩端，來模擬晶閘管門極與陰極的阻值），否則，無法觀察到正確的脈否則，無法觀察到正確的脈沖波形。沖波形。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗

5、室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2三、注意事項(3)外接外接220V輸入端輸入端該掛件的電源及同步信號都是由外接220V輸入端提供的，注意的是輸入的電壓范圍為注意的是輸入的電壓范圍為220V10%，如超過此范圍會造成設(shè)備，如超過此范圍會造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞嚴(yán)重?fù)p壞。電源控制屏必須打到直流調(diào)速側(cè)電源控制屏必須打到直流調(diào)速側(cè)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2三、實驗線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測、

6、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見1-3節(jié)和電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2三、實驗線路及原理由由V3、VD1、VD2、C1等元件組成同步檢測環(huán)等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓節(jié)，其作用是利用同步電壓UT來控制鋸齒波產(chǎn)生來控制鋸齒波產(chǎn)生的時刻及鋸齒波的寬度。由的時刻及鋸齒波的寬度。由V1、V2等元件組成的等元件組成的恒流源電路，當(dāng)恒流源電路，當(dāng)V3截止時，恒流源對截止時，恒流源對C2充電形成充

7、電形成鋸齒波；當(dāng)鋸齒波；當(dāng)V3導(dǎo)通時，電容導(dǎo)通時，電容C2通過通過R4、V3放電。放電。調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)電位器RP1可以調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從可以調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從而改變了鋸齒波的斜率?？刂齐妷憾淖兞虽忼X波的斜率。控制電壓Uct、偏移電壓、偏移電壓Ub和鋸齒波電壓在和鋸齒波電壓在V5基極綜合疊加，從而構(gòu)成移基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)，相控制環(huán)節(jié)，RP2、RP3分別調(diào)節(jié)控制電壓分別調(diào)節(jié)控制電壓Uct和偏移電壓和偏移電壓Ub的大小。的大小。V6、V7構(gòu)成脈沖形成放構(gòu)成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，大環(huán)節(jié)，C5為強(qiáng)觸發(fā)電容改善脈沖的前沿，由脈為強(qiáng)觸發(fā)電容改善脈沖的前沿，由脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖，

8、電路的各點電壓波形如圖沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖，電路的各點電壓波形如圖1-13所示。所示。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2本裝置有兩路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路，I和II，在電路上完全一樣，只是鋸齒波觸發(fā)電路II輸出的觸發(fā)脈沖相位與I恰好互差180O，供單相整流及逆變實驗用。電位器RP1、RP2、RP3均已安裝在掛箱的面板上，同步變壓器副邊已在掛箱內(nèi)部接好，所有的測試信號都在面板上引出。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗

9、室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-22022-2-2圖1-12鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I原理圖2022-2-2圖圖1-13 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I各點電壓波形各點電壓波形(=900)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2四、實驗內(nèi)容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點波形的觀察和分析。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/

10、黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路脈沖初始相位的調(diào)整方法。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2六、思考題(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點?(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與哪些參數(shù)有關(guān)?(3)為什么鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的脈沖移相范圍比正弦波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍要大?電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)

11、重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七、實驗方法(1) 將TKDD-1電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè),使輸出線電壓為200V（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因為DK05的正常工作電源電壓為220V10%，而“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓為240V。如果輸入電壓超出其標(biāo)準(zhǔn)工作范圍，掛件的使用壽命將減少，甚至?xí)?dǎo)致掛件的損壞。按下“啟動”按鈕，打開DK05電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)

12、學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七、實驗方法同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的原因。觀察“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點電壓波形的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。觀察“3”“6”點電壓波形和輸出電壓的波形，記下各波形的幅值與寬度，并比較“3”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應(yīng)關(guān)系。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七

13、、實驗方法(2)調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使=170，其波形如圖所示。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七、實驗方法鋸齒波同步移相觸發(fā)電路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七、實驗方法(3)調(diào)

14、節(jié)Uct（即電位器RP2）使=60，觀察并記錄U1U6及輸出 “G、K”脈沖電壓的波形，標(biāo)出其幅值與寬度，并記錄在下表中(可在示波器上直接讀出，讀數(shù)時應(yīng)將示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置)。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2七、實驗方法實驗方法(=60o)U U1 1TPTP1 1TPTP2 2TPTP3 3TPTP4 4TPTP5 5TPTP6 6GKGK幅值幅值(V)(V)20111681.2寬度寬度(ms)(ms)10

15、1310.81119.6119.20.8電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2八、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點波形，并標(biāo)出其幅值和寬度。(2)總結(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法，如果要求在Uct=0的條件下，使=90，如何調(diào)整?(3)討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科

16、創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6 電力電子器件器件的驅(qū)動電力電子器件器件的驅(qū)動電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述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。對裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。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)。驅(qū)動電路的基本任務(wù)驅(qū)動電路的基

17、本任務(wù)：按控制目標(biāo)的要求施加開通或關(guān)斷的信號。對半控型器件只需提供開通控制信號。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。驅(qū)動電路驅(qū)動電路主電路與控制電路之間的接口電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述 驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣電氣隔離隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔離或磁隔離。 光隔離一般采用光耦合器 磁隔離的元件通常是脈沖變壓器ERERERa)b)c)UinUoutR1ICIDR1R1圖

18、1-25 光耦合器的類型及接法a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述v按照驅(qū)動信號的性質(zhì)分，可分為電流驅(qū)動型電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)電壓驅(qū)動型動型。v驅(qū)動電路具體形式可為分立元件分立元件的，但目前的趨勢是采用專用集成驅(qū)動電路專用集成驅(qū)動電路。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。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。分類分類電力電

19、子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.2 晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路v作用作用：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。v晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求要求：脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度。不超過門極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。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。tIIMt1t2t3t4圖1-26理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形t1t2脈沖前沿上升時間（1s）t1t3

20、強(qiáng)脈寬度IM強(qiáng)脈沖幅值（3IGT5IGT）t1t4脈沖寬度I脈沖平頂幅值（1.5IGT2IGT）晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.2 晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路vV1、V2構(gòu)成脈沖放大環(huán)節(jié)。v脈沖變壓器TM和附屬電路構(gòu)成脈沖輸出環(huán)節(jié)。v V1、V2導(dǎo)通時，通過脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。圖1-27 常見的晶閘管觸發(fā)電路常見的晶閘管觸發(fā)電路常見的晶閘管觸發(fā)電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力

21、電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路(1) GTOGTO的開通控制開通控制與普通晶閘管相似。GTO關(guān)斷控制關(guān)斷控制需施加負(fù)門極電流。圖1-28推薦的GTO門極電壓電流波形OttOuGiG1) 電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路電流驅(qū)動型器件的驅(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)動電路開通驅(qū)動電路、關(guān)斷驅(qū)關(guān)斷驅(qū)動電路動電路和門極反偏電路門極反偏電路三部分，可分為脈沖變脈沖變壓器耦合式壓器耦合式和直接耦合直接耦合式式兩種類型。電力電子技術(shù)電力電子技

22、術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路直接耦合式驅(qū)動電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿。目前應(yīng)用較廣，但其功耗大，效率較低。圖1-29 典型的直接耦合式GTO驅(qū)動電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路開通驅(qū)動電流應(yīng)使GTR處于準(zhǔn)

23、飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)。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。關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值（6V左右）的負(fù)偏壓。tOib 圖1-30 理想的GTR基極驅(qū)動電流波形(2) GTR電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路GTR的一種驅(qū)動電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V2V4V5V6R1R2R3R4R

24、5C1C2圖1-31GTR的一種驅(qū)動電路驅(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。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路電力MOSFET和IGBT是電壓驅(qū)動型器件。為快速建立驅(qū)動電壓，要求驅(qū)動電路輸出電阻小。使MOSFET開通的驅(qū)動電壓一般1015V，使IGBT開通的驅(qū)動電壓一般15 20V。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

25、關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗。在柵極串入一只低值電阻可以減小寄生振蕩。2) 電壓驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路電壓驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路(1) 電力電力MOSFET的一種驅(qū)動電路：電氣隔離電氣隔離和晶體管放大電路晶體管放大電路兩部分圖1-32電力MOSFET的一種驅(qū)動電路專為驅(qū)動電力MOSFET而設(shè)計的混合集成電路有三菱公司的M57918L，其輸入信號電流幅值為16mA，輸出最大脈沖電流為+2A和-

26、3A，輸出驅(qū)動電壓+15V和-10V。 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.6.3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路(2) IGBT的驅(qū)動的驅(qū)動圖1-33M57962L型IGBT驅(qū)動器的原理和接線圖常用的有三菱公司的M579系列（如M57962L和 M57959L）和富士公司的EXB系列（如EXB840、EXB841、EXB850和EXB851）。 多采用專用的混合集成驅(qū)動器。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)

27、院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7 電力電子器件器件的保護(hù)電力電子器件器件的保護(hù)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.1 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù)過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù)外因過電壓：外因過電壓：主要來自雷擊和系統(tǒng)操作過程等外因操作過電壓操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起雷擊過電壓雷擊過電壓：由雷擊引起內(nèi)因過電壓：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)過程換相過電壓換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并

28、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。關(guān)斷過電壓關(guān)斷過電壓：全控型器件關(guān)斷時，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。電力電子裝置可能的過電壓電力電子裝置可能的過電壓外因過電壓外因過電壓和內(nèi)因內(nèi)因過電壓過電壓電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.1 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù)過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)措施過電壓保護(hù)措施圖1-34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

29、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v 電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。v 其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過電壓的措施，屬于緩沖電路范疇。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.2 過電流保護(hù)過電流保護(hù)過電流過載過載和短路短路兩種情況保護(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作電流整定值短路器電

30、流檢測電子保護(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v 同時采用幾種過電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性。v 電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時的部分 區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動作之后實現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時動作。圖1-37過電流保護(hù)措施及配置位置電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.2 過電流保護(hù)過電流保護(hù)v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。v短路保護(hù)：快熔只在短路電流較大的區(qū)域起

31、保護(hù)作用。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)。常在全控型器件的驅(qū)動電路中設(shè)置過電流保護(hù)環(huán)節(jié)，響應(yīng)最快 。 快熔對器件的保護(hù)方式：全保護(hù)全保護(hù)和短路保護(hù)短路保護(hù)兩種電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.3 緩沖電路緩沖電路v 關(guān)斷緩沖電路關(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。v 開通緩沖電路開通緩沖電路（di/dt抑制電路）抑制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器

32、件的開通損耗。v 復(fù)合緩沖電路復(fù)合緩沖電路關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。v 按能量的去向分類法：耗能式緩沖電路耗能式緩沖電路和饋能式緩沖電路饋能式緩沖電路（無損吸收電路）。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。緩沖電路緩沖電路(Snubber Circuit) ： 又稱吸收電路吸收電路，抑制器件的內(nèi)因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關(guān)損耗。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-2b)tuCEiCOdidt抑制電路無時di

33、dt抑制電路有時有緩沖電路時無緩沖電路時uCEiC1.7.3 緩沖電路緩沖電路緩沖電路作用分析緩沖電路作用分析v 無緩沖電路：v 有緩沖電路：圖1-38di/dt抑制電路和充放電型RCD緩沖電路及波形a) 電路 b) 波形ADCB無緩沖電路有緩沖電路uCEiCO 圖1-39關(guān)斷時的負(fù)載線電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.7.3 緩沖電路緩沖電路充放電型RCD緩沖電路，適用于中等容量的場合。圖1-38di/dt抑制電路和充放電型RCD緩沖電路及波形a) 電路其中RC緩

34、沖電路主要用于小容量器件，而放電阻止型RCD緩沖電路用于中或大容量器件。圖1-40另外兩種常用的緩沖電路RC吸收電路a)放電阻止型RCD吸收電路電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.8電力電子器件器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用電力電子器件器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.8.1 晶閘管的串聯(lián)晶閘管的串聯(lián)問題問題：理想串聯(lián)希望器件分壓

35、相等，但因特性差異，使器件電壓分配不均勻。v 靜態(tài)不均壓：串聯(lián)的器件流過的漏電流相同，但因靜態(tài)伏安特性的分散性，各器件分壓不等。v 動態(tài)不均壓：由于器件動態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓。目的目的：當(dāng)晶閘管額定電壓小于要求時，可以串聯(lián)。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.8.1 晶閘管的串聯(lián)晶閘管的串聯(lián)靜態(tài)均壓措施靜態(tài)均壓措施：v 選用參數(shù)和特性盡量一致的器件。v 采用電阻均壓，Rp的阻值應(yīng)比器件阻斷時的正、反向電阻小得多。b)a)RCRCVT1VT2RPRPIOUUT1IRUT2VT1VT2圖1-41晶閘管的串聯(lián)a)伏安特性差異b)串聯(lián)均壓措施 動態(tài)均壓措施動態(tài)均壓措施：v 選擇動態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件。v 用RC并聯(lián)支路作動態(tài)均壓。v 采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開通時間的差異。電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室重慶科創(chuàng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力電子實驗室http:/黃琴制作黃琴制作 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路2022-2-21.8.2 晶閘管的并聯(lián)晶閘管的并聯(lián)問題問題：會分別因靜態(tài)和動態(tài)特性參數(shù)的差異而電流分配不均勻。 均流措施均流措施：v 挑選特性參數(shù)盡量一致的器件。v 采用均流電抗器。v 用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動態(tài)均