第9章电力电子器件应用的共性问题.ppt

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图9-4推荐的GTO门极电压电流波形
■电流驱动型器件的驱动电路
◆GTO和GTR是电流驱动型器件。
◆GTO
☞开通控制与普通晶闸管相似,但对触发脉冲前沿的幅值和陡度要求高,且一般需在整个导通期间施加正门极电流,使GTO关断需施加负门极电流,对其幅值和陡度的要求更高。
☞GTO一般用于大容量电路的场合,其驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分,可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。
幅值需达阳极电流的1/3左右,陡度需达50A/s,强负脉冲宽度约30s,负脉冲总宽约100s
施加约5V的负偏压,以提高抗干扰能力。
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◆GTR
☞开通的基极驱动电流应使其处于准饱和导通状态,使之不进入放大区和深饱和区。
☞关断时,施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗,关断后同样应在基射极之间施加一定幅值(6V左右)的负偏压。
图9-6理想的GTR基极驱动电流波形
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■电压驱动型器件的驱动电路
◆电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。
◆为快速建立驱动电压,要求驱动电路具有较小的输出电阻。
◆使电力MOSFET开通的栅源极间驱动电压一般取10~15V,使IGBT开通的栅射极间驱动电压一般取15~20V。
◆关断时施加一定幅值的负驱动电压(一般取-5~-15V)有利于减小关断时间和关断损耗。
◆在栅极串入一只低值电阻(数十欧左右)可以减小寄生振荡,该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。
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◆电力MOSFET
☞包括电气隔离和晶体管放大电路两部分
☞专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L,其输入信号电流幅值为16mA,输出最大脉冲电流为+2A和-3A,输出驱动电压+15V和-10V。
◆IGBT
☞多采用专用的混合集成驱动器,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)。
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■过电压分为外因过电压和内因过电压两类。
■外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原
因,包括
◆操作过电压:由分闸、合闸等开关操作引起的过电压。
◆雷击过电压:由雷击引起的过电压。
■内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过
程,包括
◆换相过电压:晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后,反向电流急剧减小,会由线路电感在器件两端感应出过电压。
◆关断过电压:全控型器件在较高频率下工作,当器件关断时,因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。
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图9-10 过电压抑制措施及配置位置
F避雷器 D变压器静电屏蔽层 C静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用RC电路
RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路
RV压敏电阻过电压抑制器 RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路RC4直流侧RC抑制电路 RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路
■过电压抑制措施及配置位置
◆各电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种。
◆RC3和RCD为抑制内因过电压的措施。
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图9-11RC过电压抑制电路联结方式
a)单相 b)三相
图9-12 反向阻断式过电压抑制用RC电路
◆抑制外因过电压来采用RC过电压抑制电路。
◆对大容量的电力电子装置,可采用图9-12所示的反向阻断式RC电路。
◆采用雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管(BOD)等非线性元器件来限制或吸收过电压也是较常用的措施。
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图9-13过电流保护措施及配置位置
■过电流分过载和短路两种情况。
■过电流保护措施及其配置位置
◆快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器是较为常用的措施,一般电力电子装置均同时采用几种过电流保护措施,以提高保护的可靠性和合理性。
◆通常,电子电路作为第一保护措施,快熔仅作为短路时的部分区段的保护,直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护,过电流继电器整定在过载时动作。
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