電力電子講義第二章

電力電子講義第二章第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.1晶閘管的門極驅(qū)動(dòng)電路2.1.1晶閘管的門極驅(qū)動(dòng)(觸發(fā))一、對(duì)觸發(fā)電路的要求（1）觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓；（2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率；（3）觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿應(yīng)盡可能陡；（4）觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二二、常用的觸發(fā)脈沖信號(hào)第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二（a）為正弦波觸發(fā)脈沖信號(hào)。前沿不陡，觸發(fā)準(zhǔn)確性差，僅用在觸發(fā)要求不高的場(chǎng)合；（b）尖脈沖。生成較容易，電路簡(jiǎn)單，也用于觸發(fā)要求不高的場(chǎng)合；（c）矩形脈沖；（d）強(qiáng)觸發(fā)脈沖。前沿陡，寬度可變，有強(qiáng)觸發(fā)功能，適用于大功率場(chǎng)合；（e）雙窄脈沖。有強(qiáng)觸發(fā)功能，變壓器耦合效率高，用于控制精度較高，感性負(fù)載的裝置；（f）脈沖列。具有雙窄脈沖的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二三、脈沖電路與晶閘管的連接方式

1.直接連接：操作不安全，主電路干擾觸發(fā)電路。

2.光耦合器連接：輸入和輸出間電隔離，絕緣性能好，抗干

擾能力強(qiáng)。

3.脈沖變壓器耦合連接：有良好的電氣絕緣。第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.1.2晶閘管的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路

一、幾種簡(jiǎn)易移相觸發(fā)實(shí)用電路第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二二、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

1、單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、等效電路、圖形符號(hào)及外形第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2、單結(jié)晶體管自激振蕩電路第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二3、單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.1.3同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

1、脈沖形成與放大環(huán)節(jié)脈沖形成環(huán)節(jié)由V4、V5構(gòu)成；放大環(huán)節(jié)由V7、V8組成?？刂齐妷簎co加在V4基極上，觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次輸出。

第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二當(dāng)V4的基極電壓uco=0時(shí)，V4截止。電源+E1經(jīng)R11供給V5基極電流，使V5飽和導(dǎo)通。所以V5集電極電壓接近-E1，V7、V8處于截止?fàn)顟B(tài)，無脈沖輸出。電源+E1經(jīng)R9、V5的發(fā)射極到-E1對(duì)電容C3充電，充滿后電容端電壓接近2E1，極性如圖所示。當(dāng)uco≥0.7V時(shí)，V4導(dǎo)通。A點(diǎn)電位從+E1突降到1V，由于電容C3兩端電壓不能突變，所以V5基極電位也突降到-2E1，V5基射極反偏置，V5立即截止。它的集電極電壓由-E1迅速上升到鉗位電壓2.1V時(shí)，使得V7、V8導(dǎo)通，輸出觸發(fā)脈沖。同時(shí)電容C3由+E1經(jīng)R11、VD4、V4放電并反向充電，使V5基極電位逐漸上升。直到V5基極電位ub5>-E1，V5又重新導(dǎo)通。這時(shí)V5集電極電壓立即降到-E1，使V7、V8截止，輸出脈沖終止。脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度由反向充電時(shí)間常數(shù)R11C3決定。

第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

2、鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)鋸齒波電壓形成電路由V1、V2、V3和C2等元件組成，其中V1、VS、RP2和R3為一恒流源電路。

第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二當(dāng)V2截止時(shí)，恒流源電流I1C對(duì)電容C2充電，所以C2兩端的電壓uC為

uC按線性增長(zhǎng)，即ub3按線性增長(zhǎng)。調(diào)節(jié)電位器RP2，可以改變C2的恒定充電電流I1C。

當(dāng)V2導(dǎo)通時(shí)，因R4很小，所以C2迅速放電，使得ub3電位迅速降到零伏附近。當(dāng)V2周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，ub3便形成一鋸齒波。射極跟隨器V3的作用是減小控制回路電流對(duì)鋸齒波電壓ub3的影響。V4基極電位由鋸齒波電壓、控制電壓uco、直流偏移電壓up三者疊加所定，它們分別通過電阻R6、R7、R8

與V4基極連接。

第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)疊加原理，先設(shè)uh為鋸齒波電壓ue3單獨(dú)作用在基極時(shí)的電壓，其值為

所以u(píng)h仍為鋸齒波，但斜率比ue3低。同理，直流偏移電壓up單獨(dú)作用在V4基極時(shí)的電壓為

控制電壓uco單獨(dú)作用在V4基極時(shí)的電壓為：

所以，仍為一條與up平行的直線，但絕對(duì)值比up??；仍為一條與uco平行的直線，但絕對(duì)值比uco小。

第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二當(dāng)V4不導(dǎo)通時(shí)，V4的基極b4的波形由確定。當(dāng)b4點(diǎn)電壓等于0.7V后，V4導(dǎo)通。產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。改變uco便可以改變脈沖產(chǎn)生時(shí)刻，脈沖被移相。加up的目的是為了確定控制電壓uco=0時(shí)脈沖的初始相位。以三相全控橋?yàn)槔?dāng)接反電勢(shì)電感負(fù)載時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在α=90度；當(dāng)uco=0時(shí)，調(diào)節(jié)up的大小使產(chǎn)生脈沖的M點(diǎn)對(duì)應(yīng)α=90度的位置。當(dāng)uco為0，α=90度，則輸出電壓為0；如uco為正值，M點(diǎn)就向前移，控制角α<90度，處于整流工作狀態(tài)；如uco為負(fù)值，M點(diǎn)就向后移，控制角α>90度，處于逆變狀態(tài)。

第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路的工作波形

第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

3、同步環(huán)節(jié)同步環(huán)節(jié)是由同步變壓器TS、VD1、VD2、C1、R1和晶體管V2組成。同步變壓器和整流變壓器接在同一電源上，用同步變壓器的二次電壓來控制V2的通斷作用，這就保證了觸發(fā)脈沖與主電路電源同步。

第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

同步是指鋸齒波的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關(guān)系確定。鋸齒波是由開關(guān)管V2控制的，也就是由V2的基極電位決定的。同步電壓uTS經(jīng)二極管VD1加在V2的基極上。當(dāng)電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)，因Q點(diǎn)為零電位，R點(diǎn)為負(fù)電位，VD1導(dǎo)通，電容C1被迅速充電。Q點(diǎn)電位與R點(diǎn)相近，故在這一階段V2基極為反向偏置，V2截止。在負(fù)半周的上升段，+E1電源通過R1給電容C1充電，其上升速度比uTS波形慢，故VD1截止，uQ為電容反向充電波形。當(dāng)Q點(diǎn)電位達(dá)1.4V時(shí)，V2導(dǎo)通，Q點(diǎn)電位被鉗位在1.4V。直到TS二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來，VD1重新導(dǎo)通，C1放電后又被充電，V2截止。如此循環(huán)往復(fù)，在一個(gè)正弦波周期內(nèi)，包括截止與導(dǎo)通兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源頻率和相位完全同步，達(dá)到同步的目的。可以看出鋸齒波的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)R1C1決定的。

第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

4、雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)觸發(fā)電路自身在一個(gè)周期內(nèi)可輸出兩個(gè)間隔60度的脈沖，稱內(nèi)雙脈沖電路。而在觸發(fā)器外部通過脈沖變壓器的連接得到雙脈沖稱為外雙脈沖。本觸發(fā)電路屬于內(nèi)雙脈沖電路。當(dāng)V5、V6都導(dǎo)通時(shí)，V7、V8截止，沒有脈沖輸出。只要V5、V6有一個(gè)截止，就會(huì)使V7、V8導(dǎo)通，有脈沖輸出。因此本電路可產(chǎn)生符合要求的雙脈沖。第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的uco對(duì)應(yīng)的控制角α使V4由截止變導(dǎo)通造成V5瞬時(shí)截止，使得V8輸出脈沖。隔60度的第二個(gè)脈沖是由后一相觸發(fā)單元通過連接到引腳Y使本單元V6截止，使本觸發(fā)電路第二次輸出觸發(fā)脈沖。其中VD4和R17的作用主要是防止雙脈沖信號(hào)相互干擾。

第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二在三相橋式全控整流電路中，雙脈沖環(huán)節(jié)的可按下圖接線。六個(gè)觸發(fā)器的連接順序是：1Y-2X、2Y-3X、3Y-4X、4Y-5X、5Y-6X、6Y-1X。

第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

5、強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)36V交流電壓經(jīng)整流、濾波后得到50V直流電壓，經(jīng)R15對(duì)C6充電，B點(diǎn)電位為50V。當(dāng)V8導(dǎo)通時(shí)，C6經(jīng)脈沖變壓器一次側(cè)R16、V8迅速放電，形成脈沖尖峰，由于有R15的電阻，且電容C6的存儲(chǔ)能量有限，B點(diǎn)電位迅速下降。當(dāng)B點(diǎn)電位下降到14.3V時(shí)，VD15導(dǎo)通，B點(diǎn)電位被15V電源鉗位在14.3V，形成脈沖平臺(tái)。C5組成加速電路，用來提高觸發(fā)脈沖前沿陡度。

6、脈沖封鎖二極管

VD5陰極接零電位或負(fù)電位，使V7、V8截止，可以實(shí)現(xiàn)脈沖封鎖。VD5用來防止接地端與負(fù)電源之間形成大電流通路。

第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.1.4集成觸發(fā)電路(簡(jiǎn)介)目前國內(nèi)生產(chǎn)的集成觸發(fā)器有KJ系列和KC系列，國外生產(chǎn)的有TCA系列，下面簡(jiǎn)要介紹由KC系列的KC04移相觸發(fā)器和KC4lC六路雙脈沖形成器所組成的三相全控橋集成觸發(fā)器的工作原理。

第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二1、KC04移相觸發(fā)器（1）KC04移相觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：電源電壓：DC±l5V，允許波動(dòng)±5%；電源電流：正電流≤l5mA，負(fù)電流≤8mA；移相范圍：≥(=30V，=l5KΩ)；脈沖寬度：400s～2ms；脈沖幅值：≥13V；最大輸出能力：100mA；正負(fù)半周脈沖不均衡：≤土；環(huán)境溫度：-——。第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二（3）KC04移相觸發(fā)器的內(nèi)部線路組成

KC04移相觸發(fā)器的內(nèi)部線路是由同步環(huán)節(jié)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成及整形放大、脈沖輸出等環(huán)節(jié)組成。①同步環(huán)節(jié)V1～V4等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓us經(jīng)限流電阻R20加到V1、V2的基極。在同步電壓正半波us＞0.7V時(shí)，V1導(dǎo)通，V4截止；在同步電壓負(fù)半波us＜-0.7V時(shí)，V2、V3導(dǎo)通，V4截止；只有在│us│＜0.7V時(shí)，V4導(dǎo)通。②鋸齒波形成V4截止時(shí)，C1充電，形成鋸齒波的上升段，V4導(dǎo)通時(shí)，C1放電，形成鋸齒波的下降段，每周期形成兩個(gè)鋸齒波。鋸齒波寬度小于180°。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

③移相環(huán)節(jié)

V6及外接元件組成移相環(huán)節(jié)，基極信號(hào)是鋸齒波電壓、偏移電壓和控制電壓的綜合。改變V6基極電位，V6導(dǎo)通時(shí)刻隨之改變，實(shí)現(xiàn)脈沖移相。④脈沖形成

V7等組成脈沖形成環(huán)節(jié)，平時(shí)V7導(dǎo)通，電容C2充電為左正右負(fù)。V6導(dǎo)通時(shí)，其集電極電位突然下降，同時(shí)引起V7截止。電容C2放電并反充電為左負(fù)右正。當(dāng)V7基極電位Ube7≥0.7V時(shí)，V7導(dǎo)通，V7集電極有脈沖輸出。V7集電極每周期輸出間隔180°的兩個(gè)脈沖。⑤脈沖分選

V8、V12組成脈沖分選環(huán)節(jié)，脈沖分選保證同步電壓正半周V8截止，同步電壓負(fù)半周V12截止，使得觸發(fā)電路在一周內(nèi)有兩個(gè)相位上相差180°的脈沖輸出。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

KC04移相觸發(fā)器的管腳分布

KC04移相觸發(fā)器各腳的波形

第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二KC04移相觸發(fā)器主要用于單相或三相全控橋式裝置。KC系列中還有KC0l，KC09等。KJ00l主要用于單相、三相半控橋等整流電路中的移相觸發(fā)，可獲得寬脈沖。KC09是KC04的改進(jìn)型，兩者可互換，適用于單相、三相全控式整流電路中的移相觸發(fā)，可輸出兩路相位差180度的脈沖。它們都具有輸出負(fù)載能力大、移相性能好以及抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2、KC04的一個(gè)典型應(yīng)用電路

第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二3、KC4lC六路雙窄脈沖形成器KC4lC是六路雙脈沖形成集成電路KC4lC的輸入信號(hào)通常是KC04的輸出，把三塊KC04移相觸發(fā)器的l腳與15腳產(chǎn)生的6個(gè)主脈沖分別接到KC4lC集成塊的1~6腳，經(jīng)內(nèi)部集成二極管完成“或”功能，形成雙窄脈沖，再由內(nèi)部6個(gè)集成三極管放大，從10~15腳輸出，還可以在外部設(shè)置Vl~V6晶體管作功率放大，可得到800mA的觸發(fā)脈沖電流，供觸發(fā)大電流的晶閘管用。KC4lC不僅具有雙窄脈沖形成功能，而且還具有電子開關(guān)控制封鎖功能，當(dāng)7腳接地或處于低電位時(shí)，內(nèi)部集成開關(guān)管截止，各路正常輸出脈沖；當(dāng)7腳接高電位或懸空時(shí)，飽和導(dǎo)通，各路無脈沖輸出。第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二4、KC4lC與KC04組成的雙窄脈沖觸發(fā)電路

第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.2全控型電力電子器件的門極驅(qū)動(dòng)電路(簡(jiǎn)介)

2.2.1GTO的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電路1、對(duì)GTO門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求GTO門極電流電壓控制波形分為開通和關(guān)斷兩部分，推薦波形如下圖所示。圖中實(shí)線為波形，虛線為波形。第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二開通時(shí)，門極電流脈沖前沿陡度大，一般為5～10A/μS，門極正脈沖電流的幅度比規(guī)定的額定直流觸發(fā)電流應(yīng)大3～10倍，正脈沖寬度一般為10～60μS，而后沿應(yīng)盡量平緩些。關(guān)斷時(shí)，關(guān)斷脈沖電流上升率一般為10～50A/μS。脈沖應(yīng)具有一定的寬度，關(guān)斷脈沖電流的幅度一般為(1/8～1/3)，其后沿也應(yīng)盡量平緩些。第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

1、可關(guān)斷晶閘管的門控電路(1)GTO的門控供電方式b）單電源方式

（a）單電源方式

（c）雙電源方式

（d）脈沖變壓器方式第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二(2)GTO的門控驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例2）用P-MOSFET關(guān)斷GTO的門控電路下圖是用P-MOSFET關(guān)斷GTO的門控電路原理圖。第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.2.2GTR的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電路1、GTR的驅(qū)動(dòng)信號(hào)GTR理想的基極電流波形如下圖所示。第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

2、GTR的驅(qū)動(dòng)電路固定反偏互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路如圖示。當(dāng)ui為高電平時(shí)，晶體管V1及V2導(dǎo)通，正電源+VCC經(jīng)過電阻R3及V2向GTR提供正向基極電流，使GTR導(dǎo)通。當(dāng)ui為低電平時(shí)，V1及V2截止而V3導(dǎo)通，負(fù)電源-VCC

加于GTR的發(fā)射結(jié)上，GTR迅速關(guān)斷。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.2.3P-MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電路1、P-MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求

（1）觸發(fā)脈沖要有足夠快的上升和下降速度。（2）觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)高于開啟電壓，但不超過最大觸發(fā)額定電壓BUGS。但也不能過低，否則會(huì)使通態(tài)電阻增大。（3）驅(qū)動(dòng)電路的輸出電阻應(yīng)較低，以提高P-MOSFET的開關(guān)速度。（4）由于柵極輸入電容Cin的存在，在開通和關(guān)斷過程中仍需一定的驅(qū)動(dòng)電流來給Cin充放電，且Cin越大，所需的驅(qū)動(dòng)電流越大。（5）為防止誤導(dǎo)通，在P-MOSFET截止時(shí)需提供負(fù)的柵源電壓。（6）驅(qū)動(dòng)電源須并聯(lián)旁路電容，它不僅能濾除噪聲，也可給負(fù)載提供瞬時(shí)電流，加快MOSFET的開關(guān)速度。第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2、P-MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路（1）柵極直接驅(qū)動(dòng)電路柵極直接驅(qū)動(dòng)的電路原理圖（a）用一個(gè)晶體管直接驅(qū)動(dòng)（b）用推挽電路驅(qū)動(dòng)第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

(2）隔離式柵極驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)隔離元件的不同可分為電磁隔離和光電隔離兩種。

電磁隔離第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二光電耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路

第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.2.4IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電路

1、IGBT對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求（1）充分陡的脈沖上升沿和下降沿。（2）足夠大的驅(qū)動(dòng)功率。（3）合適的正向驅(qū)動(dòng)電壓UGE

。（4）合適的負(fù)偏壓-UGE。（5）合理的柵極電阻RG。（6）IGBT多用于高壓場(chǎng)合，故驅(qū)動(dòng)電路與整個(gè)控制電路應(yīng)嚴(yán)格隔離。（7）利用門極控制特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的過電流、短路等保護(hù)。符合上述要求的IGBT典型驅(qū)動(dòng)電壓波形如下圖所示。

第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

符合基本要求的IGBT典型驅(qū)動(dòng)電壓波形第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2、IGBT的驅(qū)動(dòng)電路（1）阻尼濾波門極驅(qū)動(dòng)電路阻尼濾波門極驅(qū)動(dòng)電路如下圖a所示，為消除可能的振蕩，IGBT的柵射極間接上RC網(wǎng)絡(luò)組成的阻尼濾波器，且連線采用雙絞線。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

（2）光耦合器門極驅(qū)動(dòng)電路如圖b所示，它使信號(hào)電路與門極驅(qū)動(dòng)電路隔離。驅(qū)動(dòng)電路的輸出級(jí)采用互補(bǔ)電路以降低驅(qū)動(dòng)源的內(nèi)阻，同時(shí)加速IGBT的關(guān)斷過程。第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二

（3）脈沖變壓器直接驅(qū)動(dòng)IGBT的電路該電路由控制脈沖形成單元產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)晶體管V進(jìn)行功率放大后，加到脈沖變壓器Tr，并由Tr隔離耦合經(jīng)穩(wěn)壓管VDZ1、VDZ2限幅后驅(qū)動(dòng)IGBT，由于是電磁隔離方式，驅(qū)動(dòng)級(jí)不需要專門直流電源，簡(jiǎn)化了電源結(jié)構(gòu)，且工作頻率較高。第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二(4)定時(shí)器555組成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路555外接適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙菥湍軜?gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)電路和雙穩(wěn)態(tài)電路。在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路中，555的2、6端子接在一起，組成了雙穩(wěn)態(tài)電路結(jié)構(gòu)?？刂泼}沖信號(hào)經(jīng)光耦VL隔離后將信號(hào)經(jīng)由、傳送至555的2、6端。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，2端有效，使555輸出端3為低電平；當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，6端有效，使555輸出端3為高電平。額定輸出電流為200mA。第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二(5)IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊的應(yīng)用大多數(shù)IGBT生產(chǎn)廠都生產(chǎn)與其相配套的混合集成驅(qū)動(dòng)電路，如日本富士的EXB系列、東芝的TK系列、三菱的M579XX系列，美國摩托羅拉的MPD系列等。東芝的M57962L型IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊是N溝道大功率IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能驅(qū)動(dòng)600V/400A和l200V/400A的IGBT，其原理方框圖如下左圖，應(yīng)用電路如下右圖。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.3電力電子器件的保護(hù)(簡(jiǎn)介)2.3.1GTO的保護(hù)GTO主要應(yīng)用于大容量變流器中，最嚴(yán)重的問題是由各種原因造成的短路過電流現(xiàn)象。一、過電流產(chǎn)生的原因過電流包括過載和短路兩種情況。嚴(yán)重的是短路過電流，其產(chǎn)生的原因如下：（1）逆變器的橋臂短路在GTO組成的逆變器中，若同一橋臂上的兩個(gè)GTO同時(shí)導(dǎo)通，則會(huì)產(chǎn)生橋臂短路現(xiàn)象，亦稱橋臂直通故障。（2）輸出端的線間短路若輸出端發(fā)生線間短路，則短路電流流經(jīng)相應(yīng)支路的GTO，其短路電流相當(dāng)大。（3）輸出端線對(duì)地短路。第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二二、GTO的過電流保護(hù)

針對(duì)上述過電流產(chǎn)生的原因，可采取多種措施對(duì)GTO進(jìn)行過電流保護(hù)。具體保護(hù)方法有以下4種。（1）熔斷器保護(hù)法（2）撬杠保護(hù)法（3）自關(guān)斷保護(hù)法（4）門極電路的過流保護(hù)第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.3.2GTR的保護(hù)因GTR存在二次擊穿問題，其過程很快，諸如快熔之類的過電流保護(hù)對(duì)GTR類器件基本無用。它依賴于特殊的保護(hù)電路。1、電壓狀態(tài)識(shí)別保護(hù)2、橋臂互鎖保護(hù)3、欠飽和及過飽和保護(hù)第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.3.3P-MOSFET的保護(hù)P-MOSFET的薄弱之處是柵極絕緣層易被擊穿損壞。在使用時(shí)必須注意采取保護(hù)措施。主要有下列保護(hù)方法：（1）防止靜電擊穿（2）柵源間的過電壓保護(hù)（3）漏源間的過電壓保護(hù)（4）短路、過電流保護(hù)第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期二2.3.4IGBT的保護(hù)IGBT常用的保護(hù)措施有:1）通過檢測(cè)出的過電流信號(hào)切斷門極控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)；2）利用緩沖