電力電子技術(shù)：第一章 電力電子器件

電力電子技術(shù)

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.本章參考書：《電力電子器件及其應(yīng)用》李序葆、趙永健編著機(jī)械工業(yè)出版社，2003《電力電子技術(shù)與電氣傳動(dòng)》廖曉鐘編著北京理工大學(xué)出版社，2000第一章電力電子器件Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

電力電子器件（PowerElectronicDevice）開關(guān)（Switch）電力電子器件的主要特征：（1）功率處理，而非信號(hào)處理（2）器件工作在開關(guān)狀態(tài)（3）需要弱電信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制（4）開關(guān)損耗比較大Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

主電路（PowerCircuit）開關(guān)拓?fù)洌⊿witchTopology）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

主電路開關(guān)拓?fù)湮站W(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)保護(hù)信號(hào)檢測(cè)控制電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

OpticalFibersCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

FilterCapacitorConverter220Vor380VMMotorolaDave’sControlCenterInverterMotorDrive2E72GbeMC56805SSAC0116-ACopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

爻Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

注：IPM(IntelligentPowerModule)，PEBB(PowerElectronicsBuildingBlock)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

CommunicationPortSystemControlPowerPort(Source/Load)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述

第一節(jié)電力電子器件概述

4xIGBT4xDiodePowerexCM300DY-24HCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第二節(jié)功率二極管————————————————————++++++++++++++++++++內(nèi)電場(chǎng)

P型區(qū)空間電荷區(qū)N型區(qū)

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第二節(jié)功率二極管靜態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第二節(jié)功率二極管動(dòng)態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第二節(jié)功率二極管1。正向平均電流2。正向壓降3。反向重復(fù)峰值電壓4。最高工作結(jié)溫5。方向恢復(fù)時(shí)間6。浪涌電流主要參數(shù)：Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第二節(jié)功率二極管普通二極管（GeneralPurposeDiode）快恢復(fù)二極管（FastRecoveryDiode）肖特基二極管（SchottkyBarrierDiode）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管晶閘管：Thyristor、SRC1957年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶閘管1958年GE開發(fā)出第一只產(chǎn)品Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管門極G

A陽(yáng)極K陰極

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N1

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PNPN四層三端結(jié)構(gòu)符號(hào)（國(guó)標(biāo)）G

A

KG

A

K

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J3Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管GAK

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Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管AKGIA

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Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管觸發(fā)條件：加門極電流陽(yáng)極電壓過(guò)高－－－雪崩效應(yīng)陽(yáng)極電壓上升率du/dt過(guò)大結(jié)溫過(guò)高光照－－－光觸發(fā)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管晶閘管的關(guān)斷過(guò)程：晶閘管導(dǎo)通后，UAK很小，IA由電路負(fù)載R和外加電源E決定，調(diào)節(jié)E/R可以使IA減小，當(dāng)減小到小于維持電流時(shí)，晶閘管關(guān)斷。AKGIA

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Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管特性晶閘管伏安特性門極伏安特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管參數(shù)（1）斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓UDSMURSM：

門極開路時(shí)，陽(yáng)極特性上對(duì)應(yīng)的曲線急劇彎曲處的最大正向與反向陽(yáng)極電壓。（2）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRMURRM：門極開路時(shí)，可以重復(fù)施加的最大正反向電壓，約為UDSMURSM的90%。（3）額定電壓：它是用UDRMURRM

中的較小值表示的，并用標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)表示。例如：經(jīng)測(cè)試UDRMURRM中較小的電壓為810V，則把這個(gè)電壓歸為800V等級(jí)上。在使用時(shí)留有一定的裕量。（2~3倍）（4）額定電流：

它是用單相半波整流時(shí)流過(guò)電阻負(fù)載上的最大通態(tài)平均電流來(lái)表示，也可轉(zhuǎn)換為等效的電流有效值。

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)晶閘管（5）門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流UGTIGT（6）

通態(tài)平均電壓UT

用平均電壓表示，也歸結(jié)到電壓等級(jí)上來(lái)。（7）

開通時(shí)間ton關(guān)斷時(shí)間toff

晶閘管的開通與關(guān)斷不是瞬間完成的，要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間。

（8）臨界電流上升率

di/dt；

臨界電壓上升率du/dt（9）掣住電流

IL維持電流IH

IL：晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)時(shí)，要移除觸發(fā)信號(hào)，而能夠維持晶閘管導(dǎo)通的最小電流。

IH：指晶閘管導(dǎo)通后，要維持導(dǎo)通的最小電流。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管雙向晶閘管（TRIAC）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管雙向晶閘管伏安特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管雙向晶閘管（TRIAC）的觸發(fā)方式Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件快速晶閘管（FST）主要特點(diǎn)：高頻特性好關(guān)斷時(shí)間短（<3us）重復(fù)阻斷電壓比較低，約800～1000V承受直通電流能力差第三節(jié)特殊晶閘管Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管逆導(dǎo)晶閘管（RCT）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管逆導(dǎo)晶閘管（RCT）伏安特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第三節(jié)特殊晶閘管光控晶閘管（LTT）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件AKGIA

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Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件AKGIA

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GTO的特點(diǎn)：α2設(shè)計(jì)的比較大V2控制靈敏易于關(guān)斷Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTO的特點(diǎn)：α1＋α2接近于1AKGIA

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易于關(guān)斷導(dǎo)通壓降增大Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件多元結(jié)構(gòu)陰極面積小P2區(qū)橫向電阻小GTO的特點(diǎn)：門極可以抽出較大電流Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.AKGIA

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第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTO的開通過(guò)程Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.AKGIA

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第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTO的關(guān)斷過(guò)程Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTO的動(dòng)態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTO的主要參數(shù)最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO作為額定電流參數(shù)，與晶閘管額定電流定義不同電流關(guān)斷增益βoff＝IATO/IGM會(huì)有比較大的損耗開通時(shí)間ton關(guān)斷時(shí)間toffCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件電力晶體管（GTR）Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的工作原理Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件達(dá)林頓結(jié)構(gòu)GTRKAGCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的靜態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的動(dòng)態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件

開通時(shí)間ton=td+tr

包括延遲時(shí)間和上升時(shí)間；關(guān)斷時(shí)間toff=ts+tf包括儲(chǔ)存時(shí)間和下降時(shí)間。

延遲時(shí)間由發(fā)射結(jié)和集電結(jié)存在的勢(shì)壘電容充電引起的。

儲(chǔ)存時(shí)間是除去基區(qū)過(guò)剩的載流子的時(shí)間?？s短開通時(shí)間：①增大iB幅值②增加diB/dt。

縮短關(guān)斷時(shí)間：①減小導(dǎo)通時(shí)的飽和深度②增大反向驅(qū)動(dòng)電流iB。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的主要參數(shù)（1）最高工作電壓（2）集電極允許最大電流ICM（3）集電極最大耗散功率PCM（4）最高工作結(jié)溫Tj。

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的二次擊穿現(xiàn)象與安全工作區(qū)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的二次擊穿現(xiàn)象與安全工作區(qū)集電極最大允許電流最高工作電壓最大耗散功率二次擊穿功率Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR的溫度特性與散熱功率損耗結(jié)溫升高靜態(tài)導(dǎo)通功耗動(dòng)態(tài)開關(guān)損耗基極驅(qū)動(dòng)功耗降低開關(guān)頻率緩沖電路散熱器冷卻降低導(dǎo)通壓降減小開關(guān)時(shí)間Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗純電阻負(fù)載Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件1GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗阻感負(fù)載T1＝Lc/Rc<TUCE=Us+UL-UR=UBCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗阻感負(fù)載T1＝Lc/Rc>TUCE=Us+UL-UR=UBCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗二極管續(xù)流的阻感負(fù)載T1＝Lc/Rc>TCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗功率損耗=飽和導(dǎo)通損耗+開關(guān)損耗+基極驅(qū)動(dòng)功耗+截止功率損耗動(dòng)態(tài)損耗是開關(guān)工作的電力晶體管的主要損耗。

ton=td+trtoff=ts+tf

動(dòng)態(tài)損耗主要是tr和tf兩段時(shí)間內(nèi)的開關(guān)損耗。

開關(guān)損耗與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗（1）純電阻負(fù)載

開通過(guò)程

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗（1）純電阻負(fù)載

關(guān)斷過(guò)程

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗（1）純電阻負(fù)載

一個(gè)周期的動(dòng)態(tài)開關(guān)損耗

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗（2）帶續(xù)流二極管的電感性負(fù)載開通過(guò)程：關(guān)斷過(guò)程：Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗（2）帶續(xù)流二極管的電感性負(fù)載一個(gè)周期的動(dòng)態(tài)開關(guān)損耗Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件GTR開關(guān)過(guò)程分析及開關(guān)損耗

結(jié)論：1．開關(guān)工作狀態(tài)的電力晶體管的損耗主要是動(dòng)態(tài)損耗；2．動(dòng)態(tài)開關(guān)損耗與開關(guān)時(shí)間和開關(guān)頻率成正比，晶體管能夠容許的開關(guān)損耗是對(duì)開關(guān)頻率的主要限制；3．該結(jié)論也適用于其它的工作于開關(guān)狀態(tài)的電力電子器件。

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一周（下周一交給助教）1、什么叫電力電子技術(shù)？2、什么叫變流技術(shù)？變流技術(shù)主要包括那些技術(shù)？3、電力變換有哪幾種？4、電力電子器件有什么特征？5、晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由什么決定？負(fù)載上電壓等于什么？晶閘管的關(guān)斷條件是什么？6、晶閘管的主要參數(shù)有哪些？7、什么叫全控型器件？8、工作在開關(guān)狀態(tài)的電力電子器件的主要損耗有哪些？如何減小損耗？

第一周作業(yè)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（PowerMOSFET）優(yōu)點(diǎn)：電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小開關(guān)頻率高無(wú)二次擊穿問(wèn)題安全工作區(qū)寬缺點(diǎn)：電流容量小耐壓低Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET的結(jié)構(gòu)合工作原理溝道Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET的結(jié)構(gòu)合工作原理－－－－＋＋＋＋Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET基本特性（1）靜態(tài)特性輸出特性：ID~UDS工作在截止區(qū)和非飽和區(qū)。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET基本特性轉(zhuǎn)移特性ID~UG開啟電壓Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件

（2）動(dòng)態(tài)特性功率MOSFET基本特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件功率MOSFET主要參數(shù)漏極擊穿電壓

柵源擊穿電壓

最大漏極電流開啟電壓跨導(dǎo)因?yàn)闉殡妷嚎刂破骷杂每鐚?dǎo)表示其放大能力，即轉(zhuǎn)移特性的斜率。通態(tài)電阻Ron極間電容Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）GTRMOSFETIGBTCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）基本特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）動(dòng)態(tài)特性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）主要參數(shù)最大集射極間電壓UCES最大集電極電流IC最大集電極功耗PCMCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)（1）Ic太大；（2）若關(guān)斷時(shí)，dUCE/dt過(guò)高。會(huì)使寄生晶閘管工作，柵極失去對(duì)集電極的控制作用，稱為掣住效應(yīng)。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第四節(jié)典型全控型器件IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)FBSOARBSOACopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)概述目的弱電信號(hào)控制強(qiáng)電Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件功能概述控制隔離保護(hù)第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路的分類電壓型MOSFETIGBT

電流型GTOGTRSCR

形式分立元件

集成電路

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的基本要求：（1）觸發(fā)信號(hào)可以是交流、直流或脈沖第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件（2）觸發(fā)脈沖要有足夠的功率（3）觸發(fā)脈沖的移相范圍必須滿足裝置的要求（4）觸發(fā)脈沖的寬度、幅度和陡度（5）觸發(fā)脈沖必須與主電路同步（6）觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過(guò)晶閘管門極的電壓、電流和功率定額（7）應(yīng)有良好的抗干擾能力、溫度穩(wěn)定性以及與主電路電氣隔離第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)常見晶閘管對(duì)觸發(fā)電路GKCopyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路推薦的GTO門極電壓電流波形GTO驅(qū)動(dòng)電路要求：觸發(fā)前沿的幅值和上升率－－高整個(gè)導(dǎo)通器件加正門極電流關(guān)斷需加負(fù)門極電流，幅值和上升率－－更高關(guān)斷后門極施加負(fù)偏壓Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路理想GTR基極驅(qū)動(dòng)電流波形GTR驅(qū)動(dòng)電路要求：基極驅(qū)動(dòng)電流幅值和上升率－－高開通后降低基極電流－－進(jìn)入準(zhǔn)飽和區(qū)關(guān)斷需加負(fù)基極電流，關(guān)斷后基極施加負(fù)偏壓Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第五節(jié)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)典型全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路電壓驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)電路要求：驅(qū)動(dòng)電路輸出阻抗－－小關(guān)斷后門極施加負(fù)偏壓Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)保護(hù)包括： 過(guò)電壓 過(guò)電流

過(guò)熱 du/dt di/dt

保護(hù)目的： 使電力電子器件工作在安全區(qū)

Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件一、過(guò)電壓的產(chǎn)生及電壓保護(hù)1、產(chǎn)生原因：外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓外因過(guò)電壓：網(wǎng)側(cè)開關(guān)引起的沖擊電壓，雷擊等。內(nèi)因過(guò)電壓：器件關(guān)斷時(shí)的電流變化在電感上的感應(yīng)電勢(shì)，引起器件過(guò)電壓。2、解決方法：一般采用RC回路抑制外界沖擊電壓，或用壓敏電阻。第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)RC回路的過(guò)壓保護(hù)Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)二、過(guò)電流的產(chǎn)生原因及電流保護(hù)

過(guò)流會(huì)使結(jié)溫升高，引起器件損壞。1、原因：過(guò)載和短路兩種原因。2、解決方法：快速熔斷器、斷路器或過(guò)流繼電器。也可以采用電子電路進(jìn)行檢測(cè)，輸出關(guān)斷器件的保護(hù)信號(hào)。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)三、di/dt、du/dt保護(hù)緩沖電路

緩沖電路又稱為吸收電路。作用：將過(guò)大的電壓或者電流上升率分流，減輕功率開關(guān)器件的電應(yīng)力。Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)緩沖電路的目的：降低浪涌電壓降低dv/dt,di/dt減少器件開關(guān)損耗避免二次擊穿抑制電磁干擾提高可靠性Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)緩沖電路耗能式緩沖電路饋能式緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)耗能式關(guān)斷緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)耗能式開通緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)耗能式復(fù)合緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)饋能式關(guān)斷緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)饋能式開通緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第六節(jié)電力電子器件的保護(hù)饋能式復(fù)合緩沖電路Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一章小結(jié)電力電子技術(shù)、變流技術(shù)、電力變換、電力電子學(xué)。第一章1．幾個(gè)概念主電路、半控型器件、全控型器件、不可控型器件2．電力電子器件的特點(diǎn)（1）

功率參數(shù)是主要參數(shù)（2）

工作在開關(guān)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)特性是主要參數(shù)（3）

由弱電控制強(qiáng)電（4）

采取散熱措施Copyright?2004PEMC.BIT.Allrightsreserved.第一章電力電子器件第一章小結(jié)

SCRGTRGTOPowerMOSFETIGBT符號(hào)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四層三端