1电力电子器件-第5讲mst.pptx
1.4 1.4 电力电子器件的驱动电路电力电子器件的驱动电路1 1）、驱动电路功能：是主电路与控制电路之间的接口）、驱动电路功能：是主电路与控制电路之间的接口使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，提高运行效率、对装置的可靠性和安全性都有重要的意义。损耗，提高运行效率、对装置的可靠性和安全性都有重要的意义。2 2）、驱动电路的基本任务：）、驱动电路的基本任务：将信息电子电路传来的信号，转换为电力电子器件所要求的开通或关将信息电子电路传来的信号，转换为电力电子器件所要求的开通或关断的信号，及必要的隔离电路。断的信号，及必要的隔离电路。对半控型器件只需提供开通控制信号。对半控型器件只需提供开通控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。(1-1)0 0 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述驱动电路驱动电路(1-2)光耦合器的类型及接法a)普通型 b)高速型 c)高传输比型3 3）、隔离电路：）、隔离电路：一般采用光隔离或磁隔离。一般采用光隔离或磁隔离。光隔离一般采用光耦合器光隔离一般采用光耦合器磁隔离的元件通常是脉冲变压器磁隔离的元件通常是脉冲变压器(1-3)按照驱动信号的性质分，可分为电电流流驱驱动动型型和电电压驱动型压驱动型。驱动电路具体形式可为分分立立元元件件的，但目前的趋势是采用专用集成驱动电路专用集成驱动电路。双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。为达到参数最佳配合，首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。4 4）、分类）、分类(1-4)5 5）、集成驱动模块的特点）、集成驱动模块的特点驱动电路可输出要求的驱动电流，确保快速有效的导通和关断，缩短存储时间。导通时监控集射极饱和压降，自动调节功率开关管驱动电流，维持功率开关管处于临界饱和状态。可串联电阻检测集电极电流，实现过流保护。电源正负电压检测，热保护，欠压保护功能。有的还具有高速输入输出隔离功能。防止直通现象发生。(1-5)1 1 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路作作用用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。晶闸管导通条件？晶闸管导通条件？晶闸管驱动电路的要求晶闸管驱动电路的要求驱动信号（交流，直流，脉冲）驱动信号有足够的功率（驱动电压，驱动电流）驱动信号的宽度（消失前达到擎住电流）和 陡 度（大 于 10V/us或800mA/us）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。tIIMt1t2t3t4理想的晶闸管触发脉冲电流波形t1t2脉冲前沿上升时间（1s）t1t3强脉宽度IM强脉冲幅值（3IGT5IGT）t1t4脉冲宽度I脉冲平顶幅值（1.5IGT2IGT）晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路(1-6)V1、V2构成脉冲放大环节。脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。常见的晶闸管触发电路常见的晶闸管触发电路常见的晶闸管触发电路(1-7)(1)GTOGTO的开开通通控控制制与普通晶闸管相似。GTO关关断断控控制制需施加负门极电流。图1-28推荐的GTO门极电压电流波形OttOuGiG2 GTO2 GTO的驱动电路的驱动电路正的门极电流5V的负偏压GTO驱动电路通常包括开开通通驱驱动动电电路路、关关断断驱驱动动电电路路和门门极极反反偏偏电电路路三部分，可分为脉脉冲冲变变压压器器耦耦合合式式和直直接接耦耦合合式式两种类型。变压器二次侧N2、N3 的电压满足如下要求 uN2正半周，经VD1使C1充上+5V电压。uN2负半周，经 VD2使C2充上10V电压。uN2下一正半周，经VD3使C3充上15V电压。VD4和电容C4提供-15V电压。V1开通时，输出正强脉冲，GTO导通。V2开通（V1关）时输出+5V电压，保证可靠导通。V2关断而V3开通时输出负脉冲，使GTO关断。V3关断后R3和R4提供约5V门极负偏压，保证可靠关断。(1-8)直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿。目前应用较广，但其功耗大，效率较低。典型的直接耦合式GTO驱动电路(1-9)恒压源关断控制电路变压源关断控制电路（1）恒压源关断控制（2）变压源关断控制(1-10)开通驱动电流应使GTR处于饱和导通状态，小功率电路中，为使GTR便于关断，可使之工作在准饱和导通状态。关断GTR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。tOib 理想的GTR基极驱动电流波形3 BJT3 BJT（GTRGTR）的驱动电路）的驱动电路 GTR GTR驱动电路，包括驱动电路，包括电气隔离电气隔离和和晶体管放大电路晶体管放大电路两部分两部分 主电路未画出，V为GTR工作过程：A高电平，V1、2通，V3止，V4、5通，V(GTR)通。A低电平，V1、2止，V3通，V4、5止。在 UC2作用下，V6导通，V反偏截止，VS通，使V截止更可靠。二极管VD2和VD3构成贝克箝位电路（即抗饱和电路），使集电极电位低于基极电位时，VD2会自动导通，使Vce维持在0.7V，使GTR处于准饱和状态。C2为加速电容，可提高脉冲前沿陡度，降低开通时间。同时也是V的关断电源。注UCE=0.7-3V为准饱和驱动GTR的集成驱动电路中，THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的M57215BL较为常见。(1-12)电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小。触发脉冲前后沿要陡峭（足够快的上升、下降速度）使MOSFET开通的驱动电压一般1015V（多用10V），使IGBT开通的驱动电压一般15 18V（多用15V）。（高于管子的开启电压）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。所需的驱动电流为栅极电容的充放电电流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。驱动电源需并联旁路电容，消除噪声，给负载提供瞬时电流，加快开关速度。电压驱动型器件的驱动电路特点电压驱动型器件的驱动电路特点4 MOSFET4 MOSFET的驱动电路的驱动电路 M高电平V1通，运放A输出高电平，V2导通输出正驱动电压，使MOSFET导通。无输入信号时，运放A输出负电平，V3导通，使MOSFET控制（栅）极放电，并承受反压而关断。(1-13)电气隔离电气隔离和晶体管放大电路晶体管放大电路两部分 电力电力MOSFETMOSFET的一种驱动电路：(1-14)举例：举例：电力电力MOSFETMOSFET的一种集成驱动芯片TLP250它的最大输出电流1.5A，它不仅可以驱动电力MOSFET，也可以驱动IGBT，200A以下的管子可以直接驱动。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。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）内部具有退饱和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT，并向外部电路给出故障信号。M57962L输出的正驱动电压均为+15V左右，负驱动电压为-10V。M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图4 IGBT4 IGBT的驱动电路的驱动电路（多采用专用的混合集成驱动器）（多采用专用的混合集成驱动器）(1-16)外因过电压：外因过电压：主要来自雷击和系统操作过程等外因操作过电压操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起浪涌过电压浪涌过电压：由雷击引起（避雷器、压敏电阻）（避雷器、压敏电阻）内因过电压：内因过电压：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程换换相相过过电电压压：SCR及二极管换流时，会有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，线路电感在器件两端感应出过电压。（RCRC保护）保护）关关断断过过电电压压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。（RCDRCD保护电路）保护电路）电力电子装置可能的过电压电力电子装置可能的过电压外因过电压外因过电压和内因过电压内因过电压1.4 1.4 电力电子器件的保护电力电子器件的保护1 1 过电压保护过电压保护电力电子器件的过载能力差，短时间的过压、过流均会造成器件损坏。因此保护则成为保证器件可靠运行的重要一环。(1-17)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电路电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种。其中RC3和RCD为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。过电压保护措施过电压保护措施过电压保护措施（1 1）用）用RCRC抑制过电压抑制过电压 利用电容两端电压不能突变，抑制过电压。但为防止电容放电时通过利用电容两端电压不能突变，抑制过电压。但为防止电容放电时通过SCRSCR的电流过大和抑制振荡，需串入电阻，从而构成了阻容保护电路。的电流过大和抑制振荡，需串入电阻，从而构成了阻容保护电路。交流侧的阻容保护交流侧的阻容保护 可参考可参考“电力电子技术题例与电路设计指导电力电子技术题例与电路设计指导”145-153145-153页。页。这里需要注意的是这里需要注意的是电容的耐压和电阻的功率。电容的耐压和电阻的功率。元件两端的阻容保护元件两端的阻容保护 主要抑制器件关断时反向电流消失过快而产生的过电压。主要抑制器件关断时反向电流消失过快而产生的过电压。RCRC参数选择的参考书同上，第参数选择的参考书同上，第148148页。页。（2 2）用）用压敏电阻压敏电阻抑制过电压抑制过电压 压敏电阻压敏电阻RV:RV:是一种由氧化锌、氧化铋等烧结制成的非线性元件，是一种由氧化锌、氧化铋等烧结制成的非线性元件，称金属氧化物压敏电阻，简称压敏电阻。称金属氧化物压敏电阻，简称压敏电阻。正常电压时呈高阻状态，仅有很小的漏电流（正常电压时呈高阻状态，仅有很小的漏电流（AA级），出现过压级），出现过压 时，它很快变成低阻状态，通过很大的浪涌电流，把过电压吸时，它很快变成低阻状态，通过很大的浪涌电流，把过电压吸 收掉，过电压过后，一切恢复正常。收掉，过电压过后，一切恢复正常。压敏电阻的选择见上述参考书，第压敏电阻的选择见上述参考书，第146-147146-147页。页。RCRC过电压抑制电路最为常见，典型联结方式见下图过电压抑制电路最为常见，典型联结方式见下图RC过电压抑制电路联结方式 a)单相 b)三相大容量电力电子装置可采用图大容量电力电子装置可采用图1-361-36所示的整流式所示的整流式RCRC电路电路图1-36整流式过电压抑制用RC电路保护电路参数计算可参考相关书籍和工程手册也可选用金属氧化物压敏电阻、硒堆等非线性元器件吸收过电压(1-21)过电流过载过载和短路短路两种情况保护措施负载触发电路开关电路过电流继电器交流断路器动作电流整定值短路器电流检测电子保护电路快速熔断器变流器直流快速断路器电流互感器变压器同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性。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。过电流保护措施及配置位置2 2 过电流保护过电流保护(1-22)采采用用快快速速熔熔断断器器是是电电力力电电子子装装置置中中最最有有效效、应应用用最最广广的的一一种种过过电流保护措施。电流保护措施。选择快熔时应考虑：选择快熔时应考虑：(1)(1)电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定。电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定。(2)(2)电电流流容容量量按按其其在在主主电电路路中中的的接接入入方方式式和和主主电电路路联联结结形形式式确确定定,但但熔丝熔丝电流容量应大于正常时线路中电流有效值。电流容量应大于正常时线路中电流有效值。(3)(3)快熔的快熔的I I 2 2t t值应小于被保护器件的允许值应小于被保护器件的允许I I 2 2t t值。值。快熔对器件的保护方式：全保护全保护和短路保护短路保护两种(1)全全保保护护：过过载载、短短路路均均由由快快熔熔进进行行保保护护，适适用用于于小小功功率率装装置或器件裕度较大的场合。置或器件裕度较大的场合。(2)短路保护：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用。短路保护：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用。对对重重要要的的且且易易发发生生短短路路的的晶晶闸闸管管设设备备，或或全全控控型型器器件件，需需采采用用电子电路进行过电流保护。电子电路进行过电流保护。常常在在全全控控型型器器件件的的驱驱动动电电路路中中设设置置过过电电流流保保护护环环节节，响响应应最最快快。电子电路过电流保护电子电路过电流保护自关断电力电子器件的热容量极小，过电流能力很低，其过流损坏在微秒级的时间内，远远小于快速熔断器的熔断时间，所以诸如快速熔断器之类的过电流保护方法对自关断型电力电子器件来说是无用的。为了使自关断型器件组成的电力电子装置安全运行，保护的主要做法是：利用参数状态识别对单个器件进行保护；利用互锁的办法对桥臂中两个器件进行保护；利用电流检测等办法进行保护。(1)电压状态识别保护当BJT、GTO、IGBT等电力电子器件处于过载或短路故障状态时,随着集电极电流或阳极电流的增加,其集射极电压UCE或阳极阴极的电压UAK均发生相应变化,BJT的基射极电压UBE也发生变化，可利用这一特点对BJT等自关断器件进行过载和短路保护。基极电压状态识别保护 监测基极电压状态识别保护电路监测集射极电压状态识别保护电路集射极电压状态识别保护电路(2)桥臂互锁保护(3)过饱和保护采用准饱和驱动电路实现过饱和保护。(4)直接电流检测法(5)GTO的过电流保护(1-25)功率MOSFET和IGBT栅极绝缘的氧化层很薄，在静电较强的场合容易引起静电击穿，造成栅源短路。元件应存放在防静电包装袋，导电材料包装袋或金属容器中，取用器件时，应拿器件管壳，而不要拿引线。工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时电烙铁功率不超过25W，最好使用12V24V的低电压烙铁，先焊栅极，后焊漏极与源极。在测试MOSFET时，测量仪器和工作台都必须良好接地，MOSFET的三个电极未全部接入测试仪器或电路之前，不要施加电压，改换测试范围时，电压和电流都必须先恢复到零。2 2 静电保护静电保护缓冲电路（吸收电路）缓冲电路（吸收电路）作用：抑制器件在开通和关断过程中作用：抑制器件在开通和关断过程中 引引起起的的过过电电压压、d du u/d/dt t、过过电电流流和和d di i/d/dt t，减减小小器件的开关损耗。器件的开关损耗。开通缓冲电路（开通缓冲电路（di/dtdi/dt抑制电路）抑制电路）：串小电感：串小电感LiLi LiLi在在V V开开通通时时，使使电电流流上上升升缓缓慢慢，抑抑制制了了d di i/d/dt t。V V关断时，关断时，R Ri i 、VDVDi i用来释放用来释放LiLi中的磁场能量。中的磁场能量。关关断断缓缓冲冲电电路路（du/dt抑抑制制电电路路）：RCDRCD缓缓冲冲电电路路（保护电路）（保护电路）关断时负载电流经关断时负载电流经VDVDS S、C CS S分流，降低分流，降低du/dt，抑制抑制过电压。开通时，过电压。开通时，CS经经RS放电，这里放电，这里RS起限流作起限流作用。用。注意注意：VDS必须用快恢复二极管，电流定额不必须用快恢复二极管，电流定额不小于器件的小于器件的110图1-38 di/dt抑制电路和RCD 缓冲电路1.5 1.5 电力电子器件的缓冲电路电力电子器件的缓冲电路(1-27)关关断断缓缓冲冲电电路路（du/dt抑制电路）吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。开开通通缓缓冲冲电电路路（di/dt抑制电路）抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。复合缓冲电路复合缓冲电路关断缓冲电路和开通缓冲电路的结合。按能量的去向分类法：耗耗能能式式缓缓冲冲电电路路和馈馈能能式式缓缓冲冲电电路路（无损吸收电路）。通常将缓冲电路专指关断缓冲电路，将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路。(1-28)充放电型RCD缓冲电路，适用于中等容量的场合。di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形a)电路其中RC缓冲电路主要用于小容量器件，而放电阻止型RCD缓冲电路用于中或大容量器件。另外两种常用的缓冲电路a)RC吸收电路b)放电阻止型RCD吸收电路(1-29)导通缓冲电路开关管开通时稳态电流值越大，开通时间越短，则di/dt越大。开通缓冲电路复合缓冲电路复合缓冲电路馈能缓冲电路 馈能式复合缓冲电路(1-30)晶闸管的串联晶闸管的串联目的目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。1.5 1.5 电力电子器件的串并联电力电子器件的串并联1 1 晶闸管晶闸管1.1.静静态态均均压压：保保证证阻阻断断时时器器件件承承担担电电压压相相等等。但但因因断断态态电阻不同，电阻大者承受过电压电阻不同，电阻大者承受过电压。措措施施：并并联联均均压压电电阻阻。其其阻阻值值小小于于晶晶闸闸管管断断态态电电阻阻値値的的1 11010即可。即可。选用参数和特性尽量一致的器件。2.2.动动态态均均压压：保保证证开开关关过过程程中中器器件件承承担担电电压压相相等等。但但因因串串联联器器件件t t开开、t t关关不不同同，造造成成后后开开通通和和先先关关断断的的 器器件件承受过电压。承受过电压。措施：在器件两端并联阻容支路，措施：在器件两端并联阻容支路，利用电容电压不能突变抑制过电压。利用电容电压不能突变抑制过电压。选择动态参数和特性尽量一致的器件，采用门极强脉冲触发。由于晶闸管制造工艺的改进，器件的电压等级不断提高，因此要求晶闸管串联连接的情况会逐步减少。器件串联后，必须降低电压的额定值使用，串联后选择晶闸管的额定电压为 式中 Um作用于串联器件上的峰值电压 ns串联器件个数(1-32)问问题题：会分别因静态和动态特性参数的差异而电流分配不均匀。均流措施均流措施：挑选特性参数尽量一致的器件。采用均流电抗器。用门极强脉冲触发也有助于动态均流。当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。目的目的：多个器件并联来承担较大的电流晶闸管的并联晶闸管的并联当晶闸管额定电流小于要求时，可以并联。当晶闸管额定电流小于要求时，可以并联。要要求求：各各并并联联器器件件的的电电流流均均匀匀分分配配。但但因因通通态态压压降降及及开开关关时时间间不不同同，造成电流分配不均匀。造成电流分配不均匀。均流措施：均流措施：挑选特性参数尽量一致的器件。挑选特性参数尽量一致的器件。采用均流电抗器。采用均流电抗器。用门极强脉冲触发也有助于动态均流。用门极强脉冲触发也有助于动态均流。当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。VT1VT2晶闸管的并联晶闸管的并联采用两个耦合较好的空心电感，由于空心电抗器的线圈都有电阻，因此实际上它是电阻串电感均流。器件并联后，必须降低电流的额定值使用，并联后选择晶闸管的额定电流为 式中 I允许过载时流过的总电流有效值 np并联器件个数晶闸管串并联连接时晶闸管串并联连接时参数比较接近；触发脉冲前沿要陡，电流要大；适当增大电感；各支路铜线长短相同，分布电感和导线电阻相近；先串后并的方法(1-34)1.GTO的串联连接的串联连接GTO串联时，采用与晶闸管相似的方法解决均压问题。GTO的动态不均压的过电压产生于器件开通瞬间电压的后沿和关断瞬间电压的前沿，采用强触发脉冲驱动。GTO串联均压电路2 GTO2 GTO的串并联的串并联2.GTO的并联连接的并联连接 一个GTO内部就是由几百个小GTO单元并联工作的，这就给多个GTO之间的并联工作创造了先天性的有利条件。均流电路和SCR类似。开通和关断过程中产生的动态不均流问题。并联工作的GTO1与 GTO2之间的开关时间差异，从而导致GTO的开关损耗进一步增大，温度再增高，这样继续下去，恶性循环的结果就会烧坏器件。除了严格挑选并联工作的GTO通态电压相等外，精心设计门极控制电路，采用强触发脉冲驱动，力争做到并联的GTO同时开通和同时关断。1.BJT的串联连接的串联连接由于BJT对过电压敏感，通常BJT是不进行串联运行的2.BJT的并联连接的并联连接大电流BJT管芯中采用了若干小电流的BJT并联，因此用并联来增大BJT电流容量是比较常用的方法。当负载电流比较小时，两个管子的集电极电流极不均匀随着负载电流的增大，电流分配将大为改善。使用同一个厂家同一型号的管子，多管并联时可以不采用负载均衡措施。开关过程中，BJT的负载分配是不均匀的，必须设计一种合适的电路，使它能够在动态下自动保持并联的管子的均衡负载能力。3 BJT3 BJT的串并联的串并联(1-38)Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡的能力，容易并联。注意选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联。电路走线和布局应尽量对称。有有些些也也可可在在源源极极电电路路中中串串入入小小电电感感，起起到到均均流流电电抗抗器器的作用。的作用。电力电力MOSFET并联运行的特点（并联运行的特点（通常不串联工作）3 MOSFET3 MOSFET的串并联的串并联(1-39)IGBT并联运行的特点并联运行的特点在1/2或1/3额定电流以下的区段，通态压降具有负负温度系数。在以上的区段则具有正正温度系数。并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联。并联时注意事项：当并联使用时，使用同一等级UCES的模块。各IGBT之间的IC不平衡率18%。各IGBT的开启电压应一致，并联时的接线方法：在模块的栅极上分别接上各模块推荐值的RG。栅极到各模块驱动级的配线长短及引线电感要相等 控制回路的接线应使用双芯线或屏蔽线。主电路需采用低电感接线。使接线尽量靠近各模块的引出端，使用铜排或扁条线，以尽可能降低接线的电感量。4 IGBT4 IGBT的串并联的串并联IGBT通常不串联工作通常不串联工作小结（器件特点）1.根据开关器件是否可控分类(1)不可控器件二极管是不可控器件。(2)半控器件普通晶闸管SCR是半控器件。(3)全控器件GTO、BJT、功率MOSFET、IGBT等。2.根据门极(栅极)驱动信号的不同(1)电流控制器件 驱动功率大，驱动电路复杂，工作频率低。该类器件有SCR、GTO、BJT。(2)电压控制器件 驱动功率小，驱动电路简单可靠，工作频率高。该类器件有功率MOSEET、IGBT。3.根据载流子参与导电情况之不同(1)单极型器件功率MOSFET。(2)双极型器件二极管、SCR、GTO、BJT。(3)复合型器件IGBT，是电力电子器件发展方向。电力电子器件中电压，电流额定值从高往低的器件是SCR、GTO、IGBT和BJT、功率MOSFET。工作频率从高往低的器件是功率MOSFET、IGBT、BJT、GTO、SCR。(1-42)本章小结本章小结主要内容主要内容全面介绍各种主要电力电子器件的基本结构、工作原理、基本特性和主要参数等。集中讨论电力电子器件的驱动、保护和串、并联使用。电力电子器件类型归纳电力电子器件类型归纳不控型不控型：半控型半控型：全控型全控型：电压驱动型：电压驱动型：所需驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高。电流驱动型：电流驱动型：通态压降低，导通损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大,驱动电路较复杂。(1-43)IGBTIGBT为主体，第四代产品，制造水平2.5kV/1.8kA，兆瓦以下首选。仍在不断发展，试图在兆瓦以上取代GTO。GTOGTO：兆瓦以上首选，制造水平6kV/6kA。光光控控晶晶闸闸管管：功率更大场合，8kV/3.5kA，装置最高达300MVA，容量最大。电电力力MOSFETMOSFET：长足进步，中小功率领域特别是低压，地位牢固。功功率率模模块块和和功功率率集集成成电电路路是现在电力电子发展的一个共同趋势。当前的格局当前的格局:电力电子器件选用原则（比较）电力电子器件选用原则（比较）目前普通晶闸管的输出功率最大，但工作频率低，在几十到目前普通晶闸管的输出功率最大，但工作频率低，在几十到几百赫内工作最为理想；几百赫内工作最为理想；GTO输出功率稍低一些，但工作频输出功率稍低一些，但工作频率要高一些，最佳工作频率约为几百到率要高一些，最佳工作频率约为几百到1.2kHZ。GTR的容量的容量与与IGBT大体相当，输出功率都低于大体相当，输出功率都低于GTO，最佳工作频率，最佳工作频率GTR约为约为1-10kHZ，IGBT为为20-50kHZ.并且并且IGBT输入功率远比输入功率远比GTR低，控制更加方便，故有代替低，控制更加方便，故有代替GTR的趋势。的趋势。MOSFET的电流和的电流和电压容量都比电压容量都比IGBT低，但工作频率高，可达低，但工作频率高，可达50-100kHZ以上，以上，因此，因此，MOSFET在高频小功率电路中占优势。在高频小功率电路中占优势。作业作业1 1、GTOGTO、MOSFETMOSFET驱动电路的工作原理，叙驱动电路的工作原理，叙述述GTRGTR驱动电路中抗饱和电路的作用。驱动电路中抗饱和电路的作用。2 2、SCRSCR过压产生原因及保护措施，过流种类及过压产生原因及保护措施，过流种类及保护措施，串并联要求及措施。保护措施，串并联要求及措施。3 3、全控器件缓冲电路的作用，会分析、全控器件缓冲电路的作用，会分析RCDRCD缓冲缓冲电路各元件的作用。电路各元件的作用。MOSFETMOSFET及及IGBTIGBT并联并联特点。特点。4 4、比较普通晶闸管、比较普通晶闸管、GTOGTO、GTRGTR、MOSFETMOSFET、IGBTIGBT的优缺点。的优缺点。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH
