電力電子課件四

第八章電力電子器件的

門(mén)極控制電路電力電子裝置－－主電路、控制電路控制電路的作用：將給定信號(hào)轉(zhuǎn)換為主電路開(kāi)關(guān)器件所需的觸發(fā)脈沖信號(hào)，以使主電路實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。1控制電路的構(gòu)成：控制電源控制脈沖產(chǎn)生電路門(mén)極控制電路同步信號(hào)產(chǎn)生電路檢測(cè)、反饋電路保護(hù)電路顯示、報(bào)警電路2本章主要內(nèi)容：掌握晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求，了解晶體管移相觸發(fā)電路及同步電源的選擇，掌握GTO、IGBT、MOSFET等器件對(duì)觸發(fā)電路的要求。重點(diǎn)：掌握IGBT觸發(fā)電路。3第一節(jié)晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求觸發(fā)脈沖的作用：決定晶閘管導(dǎo)通時(shí)刻，提供門(mén)極觸發(fā)電流。觸發(fā)脈沖參數(shù)要求：觸發(fā)電流－－大于額定值，保證可靠觸發(fā)觸發(fā)脈沖寬度－－使陽(yáng)極電流大于擎住電流強(qiáng)觸發(fā)－－提高di/dt的承受能力觸發(fā)功率－－需要功率放大電路4觸發(fā)脈沖形式要求：正向脈沖－－門(mén)極對(duì)陰極為正電壓脈沖形式－－寬脈沖、窄脈沖、脈沖列與主電路同步－－保持固定相位關(guān)系與主電路隔離－－高、低壓電源隔離抗干擾能力－－防止誤觸發(fā)5第三節(jié)晶體管移相觸發(fā)電路控制電壓UK--觸發(fā)角--輸出電壓Ud

垂直移相原理：同步信號(hào)uT與UK的交點(diǎn)決定觸發(fā)時(shí)刻UK垂直移動(dòng)，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)相位變化(移相)6垂直移相方式：串聯(lián)垂直移相并聯(lián)垂直移相7同步信號(hào)為正弦波的移相觸發(fā)電路基本環(huán)節(jié)：同步移相環(huán)節(jié)、脈沖形成環(huán)節(jié)功率放大環(huán)節(jié)、隔離輸出環(huán)節(jié)89uT的選擇原則：UK=0時(shí)，Ud=0，對(duì)應(yīng)=90°10UK與uT沒(méi)有交點(diǎn)，觸發(fā)脈沖丟失防止方法：信號(hào)合成，限制min、min。11同步信號(hào)為鋸齒波的移相觸發(fā)電路特點(diǎn)：鋸齒波同步信號(hào)不受電網(wǎng)波動(dòng)影響UK與成線(xiàn)性關(guān)系12第五節(jié)觸發(fā)電路同步信號(hào)的選擇同步信號(hào)選擇原則：使UK=0時(shí)，Ud=0。選擇依據(jù)：整流電路形式觸發(fā)電路形式變壓器接線(xiàn)形式13例一：三相全控橋、正弦波觸發(fā)電路UK=0時(shí)，對(duì)應(yīng)=90°同步信號(hào)滯后于陽(yáng)極電壓120°T1管：陽(yáng)極電壓：ua

同步信號(hào)：uT1=ub

T2管：陽(yáng)極電壓：–uc

同步信號(hào)：uT2=–ua14例二：三相全控橋、鋸齒波觸發(fā)電路原則：鋸齒波起點(diǎn)對(duì)應(yīng)=0°，即uT的180°對(duì)應(yīng)ua的30°同步信號(hào)超前于陽(yáng)極電壓150°主變壓器接線(xiàn)形式：/Y

–11同步變壓器接線(xiàn)形式：Y/Y

–12/615同步信號(hào)與陽(yáng)極電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系：晶閘管：T1T2T3T4T5T6

陽(yáng)極電壓：+ua–uc+ub–ua+uc–ub

同步信號(hào)：–uTa+uTc–uTb+uTa–uTc+uTb16第六節(jié)GTO的門(mén)控電路GTO門(mén)控電路的特點(diǎn)：GTO的開(kāi)通、關(guān)斷分別由開(kāi)通電路、關(guān)斷電路完成。開(kāi)通過(guò)程與SCR相似。維持導(dǎo)通需加正向偏置電流。關(guān)斷時(shí)需要足夠大的關(guān)斷電流及能量。1718GTO的主要缺點(diǎn)：關(guān)斷電流大，約為陽(yáng)極電流的20%33%控制電路復(fù)雜，GTO易燒損。關(guān)斷電路的實(shí)現(xiàn)：由外加負(fù)電源提供關(guān)斷電流。由儲(chǔ)能電容器提供關(guān)斷能量。關(guān)斷電路輸出級(jí)功率元件：SCR、GTR、MOSFET19用SCR關(guān)斷GTO的門(mén)控電路：20用GT三R關(guān)斷GT三O的門(mén)三控電三路：21用MO三SF三ET關(guān)斷GT三O的門(mén)三控電三路：22第八三節(jié)MO三SF三ET和IG三BT的驅(qū)三動(dòng)電三路場(chǎng)控三型器三件，三驅(qū)動(dòng)三簡(jiǎn)單三，驅(qū)三動(dòng)功三率小三?；救刂迫砣洪_(kāi)通三：為三柵極三電容三提供三充電三電流三。關(guān)斷三：為三柵極三電容三提供三放電三回路三。為了三提高三開(kāi)關(guān)三頻率三，減三小開(kāi)三通、三關(guān)斷三時(shí)間三，充電三、放三電電三流不三能太三小。23驅(qū)動(dòng)三電路三形式三：直接三驅(qū)動(dòng)隔離三驅(qū)動(dòng)三（變?nèi)龎浩魅綦x三、光三耦隔三離）兩種三直接三驅(qū)動(dòng)三電路三：24脈沖三變壓三器隔三離的三驅(qū)動(dòng)三電路三：25光耦三隔離三的驅(qū)三動(dòng)電三路：26IG三BT驅(qū)動(dòng)三電路對(duì)IG三BT驅(qū)動(dòng)三電路三的基三本要三求：提供三一定三的正三向和三反向三驅(qū)動(dòng)三電壓三，提供三足夠三大的三瞬時(shí)三驅(qū)動(dòng)三電流三，輸入三、輸三出延三遲時(shí)三間小三，絕