电力电子器件驱动及串并联.ppt

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1、1.6 1.6 电力电子器件器件的驱动电力电子器件器件的驱动1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路1.6.1 1.6.1 1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述一驱动电路作用一驱动电路作用一驱动电路作用一驱动电路作用：主电路与控制电路之间的接口主电路与控制电路之间的接口主电路与控制电路之间的接口主电路与控制电路之间的接口 使电力电子器件工作在使电力电子器

2、件工作在使电力电子器件工作在使电力电子器件工作在较较较较理想的开关状态理想的开关状态理想的开关状态理想的开关状态，缩短开关时间缩短开关时间缩短开关时间缩短开关时间，减小减小减小减小 开关损耗开关损耗开关损耗开关损耗，对装置的运行效率、可靠性、安全性有重要的意义；，对装置的运行效率、可靠性、安全性有重要的意义；，对装置的运行效率、可靠性、安全性有重要的意义；，对装置的运行效率、可靠性、安全性有重要的意义；器件或整个装置的器件或整个装置的器件或整个装置的器件或整个装置的保护电路保护电路保护电路保护电路通常设在驱动电路中，或通常设在驱动电路中，或通常设在驱动电路中，或通常设在驱动电路中，或通过驱动电

3、通过驱动电通过驱动电通过驱动电 路实现。路实现。路实现。路实现。二驱动电路的基本任务二驱动电路的基本任务二驱动电路的基本任务二驱动电路的基本任务 将信息电子电路传来的将信息电子电路传来的将信息电子电路传来的将信息电子电路传来的控制信号控制信号控制信号控制信号按要求按要求按要求按要求转换成转换成转换成转换成加在电力电子器件加在电力电子器件加在电力电子器件加在电力电子器件 控制端与公共端之间的驱动信号，保证其可靠控制端与公共端之间的驱动信号，保证其可靠控制端与公共端之间的驱动信号，保证其可靠控制端与公共端之间的驱动信号，保证其可靠开通或关断；开通或关断；开通或关断；开通或关断；对对对对半控型器件半

4、控型器件半控型器件半控型器件只需提供只需提供只需提供只需提供 开通开通开通开通控制信号控制信号控制信号控制信号；对对对对全控型器件全控型器件全控型器件全控型器件则既要提供则既要提供则既要提供则既要提供开通开通开通开通控制信号，又提供控制信号，又提供控制信号，又提供控制信号，又提供关断关断关断关断控制信号；控制信号；控制信号；控制信号；驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节电气隔离环节电气隔离环节电气隔离环节，电气隔离环节电气隔离环节电气隔离环节电气隔离环节一般采用一般采

5、用一般采用一般采用光电隔离光电隔离光电隔离光电隔离或或或或磁电隔离磁电隔离磁电隔离磁电隔离的型式。的型式。的型式。的型式。1.6.1 1.6.1 1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述 光隔离一般采用光耦合器光隔离一般采用光耦合器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ERERERA）普通型B）高速型C）高传输比型UINUOUTIDR R1 1R R1 1R R1 1IC1.6.1 1.6.1 1

6、.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述三从提供的驱动信号的类型可分为两类三从提供的驱动信号的类型可分为两类三从提供的驱动信号的类型可分为两类三从提供的驱动信号的类型可分为两类 1 1 1 1电流驱动型电流驱动型电流驱动型电流驱动型驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路 2 2 2 2电压驱动型电压驱动型电压驱动型电压驱动型驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路四从电路的具体形式可为两种类型四从电路的具体形式可为两种类型四从电路的具体形式可为两种类型四从电路的具体形式可为两种类型 1 1 1 1分立元件驱动电路分立元件驱动电路分

7、立元件驱动电路分立元件驱动电路 2 2 2 2专用集成驱动电路专用集成驱动电路专用集成驱动电路专用集成驱动电路 但目前的趋势是采用专用集成驱动电路但目前的趋势是采用专用集成驱动电路但目前的趋势是采用专用集成驱动电路但目前的趋势是采用专用集成驱动电路 双列直插（双列直插（双列直插（双列直插（数字数字数字数字）式集成驱动电路；）式集成驱动电路；）式集成驱动电路；）式集成驱动电路；混合集成驱动电路（将混合集成驱动电路（将混合集成驱动电路（将混合集成驱动电路（将 光耦隔离电路光耦隔离电路光耦隔离电路光耦隔离电路 也集成在内）；也集成在内）；也集成在内）；也集成在内）；为达到参数的最佳配合，器件厂家生产

8、有配套的集成驱动电路；为达到参数的最佳配合，器件厂家生产有配套的集成驱动电路；为达到参数的最佳配合，器件厂家生产有配套的集成驱动电路；为达到参数的最佳配合，器件厂家生产有配套的集成驱动电路；不同的电力电子器件都有自己的不同的电力电子器件都有自己的不同的电力电子器件都有自己的不同的电力电子器件都有自己的专用集成驱动电路专用集成驱动电路专用集成驱动电路专用集成驱动电路。1.6.2 1.6.2 1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路一作用一作用一作用一作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导

9、通产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通图图图图1-261-261-261-26理想的晶闸管触发脉冲电流波形理想的晶闸管触发脉冲电流波形理想的晶闸管触发脉冲电流波形理想的晶闸管触发脉冲电流波形二对晶闸管触发电路的要求二对晶闸管触发电路的要求二对晶闸管触发电路的要求二对晶闸管触发电路的要求 1 1脉冲的宽度应保证晶闸管脉冲的宽度应保证晶闸管脉冲的宽度应保证晶闸管脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通；可靠导通；可靠导通；可靠导通；（I IA A 大于擎住电流大于擎住电流大于擎住电流大于擎住电流I IL L）2 2触发脉冲应有足够的触发脉冲应有足够

10、的触发脉冲应有足够的触发脉冲应有足够的 幅度幅度幅度幅度 3 3不超过门极电压、电流和不超过门极电压、电流和不超过门极电压、电流和不超过门极电压、电流和 功率定额，且在可靠触发功率定额，且在可靠触发功率定额，且在可靠触发功率定额，且在可靠触发 区域之内。区域之内。区域之内。区域之内。4 4应有良好的抗干扰性能和应有良好的抗干扰性能和应有良好的抗干扰性能和应有良好的抗干扰性能和 温度稳定性以及与主电路温度稳定性以及与主电路温度稳定性以及与主电路温度稳定性以及与主电路 的电气隔离。的电气隔离。的电气隔离。的电气隔离。t t1 1t t2 2：脉冲前沿上升时间脉冲前沿上升时间脉冲前沿上升时间脉冲前沿

11、上升时间 11 s st t1 1t t3 3：强脉宽度强脉宽度强脉宽度强脉宽度t t1 1t t4 4：脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度0.5mS0.5mSI IGTGT：最大触发电流最大触发电流最大触发电流最大触发电流Itt1t2t3t4IM强脉冲幅值强脉冲幅值强脉冲幅值强脉冲幅值3IGT5IGT脉冲平顶幅值脉冲平顶幅值1.5IGT2IGT1.6.2 1.6.2 1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路三三三三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常见的晶闸管触发电路（1 1）V V1 1、V V2 2 构成构成构成构成

12、 脉冲放大环节脉冲放大环节脉冲放大环节脉冲放大环节（2 2 2 2）脉冲变压器）脉冲变压器）脉冲变压器）脉冲变压器TMTM 和附属电路构成和附属电路构成和附属电路构成和附属电路构成 脉冲输出环节脉冲输出环节脉冲输出环节脉冲输出环节TMR1R2R3V1V2VD1VD3VD2R4+E1+E2 V V1 1、V V2 2 导通时，通过脉冲导通时，通过脉冲导通时，通过脉冲导通时，通过脉冲 变压器变压器变压器变压器TMTM向晶闸管的门极向晶闸管的门极向晶闸管的门极向晶闸管的门极 和阴极之间输出触发脉冲；和阴极之间输出触发脉冲；和阴极之间输出触发脉冲；和阴极之间输出触发脉冲；当当当当V V1 1、V V2

13、2由导通变为截止由导通变为截止由导通变为截止由导通变为截止 时，脉冲变压器通过时，脉冲变压器通过时，脉冲变压器通过时，脉冲变压器通过 VDVD1 1 和和和和 R R3 3释放其储存的能量。释放其储存的能量。释放其储存的能量。释放其储存的能量。图图图图1-27 1-27 1-27 1-27 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常见的晶闸管触发电路1.6.3 1.6.3 1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路一电流驱动型器件的驱动电路一电流驱动型器件的驱动电路一电流驱动型器件的驱动电路一电流

14、驱动型器件的驱动电路 其其其其开通控制与普通晶闸管相似，但对开通控制与普通晶闸管相似，但对开通控制与普通晶闸管相似，但对开通控制与普通晶闸管相似，但对 脉冲前沿的幅值和陡度要求高，一般脉冲前沿的幅值和陡度要求高，一般脉冲前沿的幅值和陡度要求高，一般脉冲前沿的幅值和陡度要求高，一般 需在整个导通期间施加正门极电流；需在整个导通期间施加正门极电流；需在整个导通期间施加正门极电流；需在整个导通期间施加正门极电流；其其其其关断时需施加负门极电流，对其幅关断时需施加负门极电流，对其幅关断时需施加负门极电流，对其幅关断时需施加负门极电流，对其幅 值和陡度的要求更高，关断后还应在值和陡度的要求更高，关断后还

15、应在值和陡度的要求更高，关断后还应在值和陡度的要求更高，关断后还应在 门阴极之间施加约门阴极之间施加约门阴极之间施加约门阴极之间施加约5V5V的负偏压以提高的负偏压以提高的负偏压以提高的负偏压以提高 抗干扰能力；抗干扰能力；抗干扰能力；抗干扰能力；驱动电路通常包括驱动电路通常包括驱动电路通常包括驱动电路通常包括开通开通开通开通、关断驱动电关断驱动电关断驱动电关断驱动电 路路路路和和和和门极反偏电路门极反偏电路门极反偏电路门极反偏电路三部分；三部分；三部分；三部分；可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合 式

16、两种类型。式两种类型。式两种类型。式两种类型。图图1-281-281-281-28推荐的推荐的推荐的推荐的GTOGTOGTOGTO门极电压电流波形门极电压电流波形门极电压电流波形门极电压电流波形1 1 1 1GTOGTO的驱动电路的驱动电路的驱动电路的驱动电路OttOuGiG正的正的正的正的门极电流门极电流门极电流门极电流5V的的负偏压负偏压 该电路是目前应用较广的一种电路，他可避免电路内部相互干扰该电路是目前应用较广的一种电路，他可避免电路内部相互干扰该电路是目前应用较广的一种电路，他可避免电路内部相互干扰该电路是目前应用较广的一种电路，他可避免电路内部相互干扰 和寄生振荡，获得较陡的脉冲前

17、沿，但其功耗大，效率较低和寄生振荡，获得较陡的脉冲前沿，但其功耗大，效率较低和寄生振荡，获得较陡的脉冲前沿，但其功耗大，效率较低和寄生振荡，获得较陡的脉冲前沿，但其功耗大，效率较低 V V11导通输出正强脉冲；导通输出正强脉冲；导通输出正强脉冲；导通输出正强脉冲；V V2 2 导通输出脉冲平顶部分导通输出脉冲平顶部分导通输出脉冲平顶部分导通输出脉冲平顶部分 V V2 2 关断而关断而关断而关断而V V3 3 导通输出负脉冲；导通输出负脉冲；导通输出负脉冲；导通输出负脉冲；V V33关断后关断后关断后关断后 R R3 3 和和和和 R R4 4 提供门极负偏压提供门极负偏压提供门极负偏压提供门极

18、负偏压典型的直接耦合式典型的直接耦合式典型的直接耦合式典型的直接耦合式 GTOGTO驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路50kHz50VGTON1N2N3C1C3C4C2R1R2R3R4V1V3V2LVD1VD2VD3VD4+15V+5V-15VVDVD1 1 C C1 1整流电路整流电路整流电路整流电路提供提供提供提供5V5V电压电压电压电压VDVD22VDVD3 3CC22CC3 3倍压整流电路倍压整流电路倍压整流电路倍压整流电路提供提供提供提供15V15VVDVD4 4 C C4 4整流电路整流电路整流电路整流电路提供提供提供提供15V15V电压电压电压电压一电流驱动型器件的驱动电路一电流驱

19、动型器件的驱动电路一电流驱动型器件的驱动电路一电流驱动型器件的驱动电路2 2 2 2GTRGTR的驱动电路的驱动电路的驱动电路的驱动电路 开通驱动电流应使开通驱动电流应使开通驱动电流应使开通驱动电流应使GTRGTR处于准饱和导通状态，使之不进入处于准饱和导通状态，使之不进入处于准饱和导通状态，使之不进入处于准饱和导通状态，使之不进入放大区放大区放大区放大区 和和和和深饱和区深饱和区深饱和区深饱和区；关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（关断后同样应在基射极之间施加一定幅值（6V6V左右）的负偏压。左右）的负偏压。左右）

20、的负偏压。左右）的负偏压。图图图图1-301-301-301-30理想的理想的理想的理想的GTRGTR基极驱动电流波形基极驱动电流波形基极驱动电流波形基极驱动电流波形tOib关断关断关断关断GTRGTR时，施加一定时，施加一定时，施加一定时，施加一定的的的的负基极电流，负基极电流，负基极电流，负基极电流，有利于有利于有利于有利于减小：减小：减小：减小：关断时间关断时间关断时间关断时间 关断损耗关断损耗关断损耗关断损耗 一种一种一种一种GTRGTR的驱动电路：的驱动电路：的驱动电路：的驱动电路：包括电气隔离和晶体管放大电路两部分包括电气隔离和晶体管放大电路两部分包括电气隔离和晶体管放大电路两部分

21、包括电气隔离和晶体管放大电路两部分 如如如如V V55驱动驱动驱动驱动电流过大电流过大电流过大电流过大，会使会使会使会使VV过饱和。贝克箝位电路（抗饱和电路）过饱和。贝克箝位电路（抗饱和电路）过饱和。贝克箝位电路（抗饱和电路）过饱和。贝克箝位电路（抗饱和电路）会在会在会在会在V V过饱和时，因其集电极电位低于基极电位，过饱和时，因其集电极电位低于基极电位，过饱和时，因其集电极电位低于基极电位，过饱和时，因其集电极电位低于基极电位，VDVD22自动导通，自动导通，自动导通，自动导通，使多余的驱动电流流入集电极，维持使多余的驱动电流流入集电极，维持使多余的驱动电流流入集电极，维持使多余的驱动电流流

22、入集电极，维持 Ubc0Ubc0；C C22为为为为加速电容，加速电容，加速电容，加速电容，V V55导通时，导通时，导通时，导通时，R R55被被被被C C22短路。可实现驱动电流的过短路。可实现驱动电流的过短路。可实现驱动电流的过短路。可实现驱动电流的过 冲、增加前沿陡度，以加快开通。冲、增加前沿陡度，以加快开通。冲、增加前沿陡度，以加快开通。冲、增加前沿陡度，以加快开通。光电光电光电光电隔离隔离隔离隔离VDVD2 2,VD,VD3 3构成贝克构成贝克构成贝克构成贝克箝位电路箝位电路箝位电路箝位电路VSVS双向双向双向双向稳压管稳压管稳压管稳压管二电压驱动型器件的驱动电路二电压驱动型器件的

23、驱动电路二电压驱动型器件的驱动电路二电压驱动型器件的驱动电路 驱动电路的基本特征：驱动电路的基本特征：驱动电路的基本特征：驱动电路的基本特征：电力电力电力电力 MOSFETMOSFET和和和和 IGBTIGBT是电压驱动型器件；是电压驱动型器件；是电压驱动型器件；是电压驱动型器件；栅源间、栅射间存在数千皮法的电容，为加快栅源间驱动栅源间、栅射间存在数千皮法的电容，为加快栅源间驱动栅源间、栅射间存在数千皮法的电容，为加快栅源间驱动栅源间、栅射间存在数千皮法的电容，为加快栅源间驱动 电压的建立，要求驱动电路的输出电阻尽可能小；电压的建立，要求驱动电路的输出电阻尽可能小；电压的建立，要求驱动电路的输

24、出电阻尽可能小；电压的建立，要求驱动电路的输出电阻尽可能小；MOSFETMOSFET开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：1010 15V15VIGBTIGBT开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：开通的驱动电压一般为：1515 20V20V 关断时要施加一定幅值的负驱动电压：关断时要施加一定幅值的负驱动电压：关断时要施加一定幅值的负驱动电压：关断时要施加一定幅值的负驱动电压：5 5 15V15V 有利于减小关断时间和关断损耗；有利于减小关断时间和关断损耗；有利于减小关断时间和关断损耗；有利于减小关断时间和关断损耗；

25、在栅极串入一只数十欧左右的电阻，可以减小寄生振荡。在栅极串入一只数十欧左右的电阻，可以减小寄生振荡。在栅极串入一只数十欧左右的电阻，可以减小寄生振荡。在栅极串入一只数十欧左右的电阻，可以减小寄生振荡。二电压驱动型器件的驱动电路二电压驱动型器件的驱动电路二电压驱动型器件的驱动电路二电压驱动型器件的驱动电路电力电力 MOSFET的一种驱动电路的一种驱动电路 专用专用专用专用 MOSFETMOSFET混合集成驱动电路混合集成驱动电路混合集成驱动电路混合集成驱动电路 M57918LM57918L（三菱公司产品），三菱公司产品），三菱公司产品），三菱公司产品），输出最大脉冲电流：输出最大脉冲电流：输出最

26、大脉冲电流：输出最大脉冲电流：2A2A和和和和3A3A，输出驱动电压：输出驱动电压：输出驱动电压：输出驱动电压：15V15V和和和和10V10V；输入信号电流幅值：输入信号电流幅值：输入信号电流幅值：输入信号电流幅值：16mA16mA。无输入信号时，无输入信号时，无输入信号时，无输入信号时，AA输出负电平，输出负电平，输出负电平，输出负电平，V V3 3 导通输出负驱动电压；导通输出负驱动电压；导通输出负驱动电压；导通输出负驱动电压；有输入信号时，有输入信号时，有输入信号时，有输入信号时，A A 输出正电平，输出正电平，输出正电平，输出正电平，V V2 2 导通输出正驱动电压；导通输出正驱动电

27、压；导通输出正驱动电压；导通输出正驱动电压；1 1MOSFETMOSFET的驱动电路的驱动电路的驱动电路的驱动电路：光电光电光电光电隔离隔离隔离隔离高速高速高速高速放大器放大器放大器放大器放大驱动放大驱动放大驱动放大驱动电路电路电路电路2 2IGBTIGBT的驱动的驱动的驱动的驱动：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：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如：三菱公司的如：三菱公司的如：三菱公司的如：三菱公司的 M579M579系列系列系列系列：M57959LM57959L、M57962LM57962L；富士公司的富士公司的富士公司的富士公司的 EXBEXB

28、系列：系列：系列：系列：EXB840EXB840、EXB850EXB850等；等；等；等；图图图图1 13333M57962LM57962L型型型型IGBTIGBT驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图 具有内部具有内部具有内部具有内部退饱和检测退饱和检测退饱和检测退饱和检测和和和和保护环节保护环节保护环节保护环节，产生过电流时能快速响应但，产生过电流时能快速响应但，产生过电流时能快速响应但，产生过电流时能快速响应但慢速关断慢速关断慢速关断慢速关断IGBTIGBT，并向外部电路并向外部电路并向外部电路并向外部电路输出故障信号输出故障信号输出故障信号输出

29、故障信号。M57962LM57962L的正驱动电压：的正驱动电压：的正驱动电压：的正驱动电压：15V15V左右，负驱动电压：左右，负驱动电压：左右，负驱动电压：左右，负驱动电压：10V10V。1.7 1.7 电力电子器件器件的保护电力电子器件器件的保护 1.7.1 1.7.1 1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护 1.7.2 1.7.2 1.7.2 1.7.2 过电流保护过电流保护过电流保护过电流保护 1.7.3 1.7.3 1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（缓冲电路（缓冲电路（SnubberSnub

30、berCircuitCircuit）1.7.1 1.7.1 1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护一电力电子装置可能的过电压一电力电子装置可能的过电压一电力电子装置可能的过电压一电力电子装置可能的过电压1 1 1 1外因过电压外因过电压外因过电压外因过电压：主要来自雷击和系统中的操作过程等外部因素引起：主要来自雷击和系统中的操作过程等外部因素引起：主要来自雷击和系统中的操作过程等外部因素引起：主要来自雷击和系统中的操作过程等外部因素引起 操作过电压操作过电压操作过电压操作过电压 由分闸、合闸等开关操作引起；由分闸

31、、合闸等开关操作引起；由分闸、合闸等开关操作引起；由分闸、合闸等开关操作引起；雷击过电压雷击过电压雷击过电压雷击过电压 由雷电引起；由雷电引起；由雷电引起；由雷电引起；2 2 2 2内因过电压内因过电压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：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程 换相过电压换相过电压换相过电压换相过电压 晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结 束后

32、不能立刻恢复阻断，有较大的反向电流流过，当恢复阻断束后不能立刻恢复阻断，有较大的反向电流流过，当恢复阻断束后不能立刻恢复阻断，有较大的反向电流流过，当恢复阻断束后不能立刻恢复阻断，有较大的反向电流流过，当恢复阻断 能力时，反向电流急剧减小，会因线路电感在器件两端感应出能力时，反向电流急剧减小，会因线路电感在器件两端感应出能力时，反向电流急剧减小，会因线路电感在器件两端感应出能力时，反向电流急剧减小，会因线路电感在器件两端感应出 过电压；过电压；过电压；过电压；关断过电压关断过电压关断过电压关断过电压 全控型器件关断时，正向电流迅速降低而因线路全控型器件关断时，正向电流迅速降低而因线路全控型器件

33、关断时，正向电流迅速降低而因线路全控型器件关断时，正向电流迅速降低而因线路 电感在器件两端感应出的过电压电感在器件两端感应出的过电压电感在器件两端感应出的过电压电感在器件两端感应出的过电压二电力电子装置的过电压保护二电力电子装置的过电压保护二电力电子装置的过电压保护二电力电子装置的过电压保护 上述保护电路上述保护电路上述保护电路上述保护电路视具体情况采用其中的几种；视具体情况采用其中的几种；视具体情况采用其中的几种；视具体情况采用其中的几种；其中其中其中其中 RCRC3 3 和和和和 RCDRCD为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。为抑制内因过电

34、压的措施，属于缓冲电路范畴。为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。图图图图1-341-341-341-34过电压抑制措施及配置位置过电压抑制措施及配置位置过电压抑制措施及配置位置过电压抑制措施及配置位置阀侧浪涌过电压阀侧浪涌过电压阀侧浪涌过电压阀侧浪涌过电压抑制用抑制用抑制用抑制用 RCRC电路电路电路电路空气开关空气开关空气开关空气开关静电感应过电压静电感应过电压静电感应过电压静电感应过电压抑制电容抑制电容抑制电容抑制电容刀开关刀开关刀开关刀开关变压器静电屏蔽层变压器静电屏蔽层变压器静电屏蔽层变压器静电屏蔽层避雷器避雷器避雷器避雷器直流侧直流侧直流侧直流侧RCRC抑制电路抑制电路抑制电路

35、抑制电路器件换相过电压器件换相过电压器件换相过电压器件换相过电压抑制用抑制用抑制用抑制用 RCRC电路电路电路电路压敏电阻压敏电阻压敏电阻压敏电阻过电压抑制器过电压抑制器过电压抑制器过电压抑制器阀侧浪涌过电压抑制阀侧浪涌过电压抑制阀侧浪涌过电压抑制阀侧浪涌过电压抑制反向阻断式反向阻断式反向阻断式反向阻断式 RCRC电路电路电路电路器件关断过电压器件关断过电压器件关断过电压器件关断过电压抑制用抑制用抑制用抑制用 RCDRCD电路电路电路电路1.7.2 1.7.2 过电流保护过电流保护一过电流一过电流一过电流一过电流：分为过载和短路两种情况分为过载和短路两种情况分为过载和短路两种情况分为过载和短路

36、两种情况 快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器（仅适用晶闸管）快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器（仅适用晶闸管）快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器（仅适用晶闸管）快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器（仅适用晶闸管）负载负载负载负载触发电路触发电路触发电路触发电路开关电路开关电路开关电路开关电路过电流过电流继电器继电器交流断路器交流断路器动作电流动作电流整定值整定值短路器短路器电流检测电流检测电子保护电路电子保护电路快速熔断器快速熔断器变流器变流器变流器变流器直流快速断路器直流快速断路器电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器变压器变压器变压器变压器图图1-371-37过电流

37、保护措施及配置位置过电流保护措施及配置位置二过电流保护措施二过电流保护措施 同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性；同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性；同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性；同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性；快熔快熔快熔快熔是电力电子装置中有效和应用广泛的一种过电流保护措施；是电力电子装置中有效和应用广泛的一种过电流保护措施；是电力电子装置中有效和应用广泛的一种过电流保护措施；是电力电子装置中有效和应用广泛的一种过电流保护措施；选择选择选择选择快熔快熔快熔快熔时应考虑：时应考虑：时应考虑：时应考虑：（1 1 1 1）电压等级根据熔断后

38、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；）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 2 2）电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定；）电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定；）电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定；）电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定；（3 3 3 3）快熔的）快熔的）快熔的）快熔的I I 22t 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 22t t 值；值；值；值；（4

39、 4 4 4）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间 电流特性；电流特性；电流特性；电流特性；快熔对器件的保护方式：快熔对器件的保护方式：快熔对器件的保护方式：快熔对器件的保护方式：全保护全保护全保护全保护和和和和短路保护短路保护短路保护短路保护两种两种两种两种 全保护方式全保护方式全保护方式全保护方式：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或

40、：过载、短路均由快熔进行保护，适用于小功率装置或 器件裕度较大的场合；器件裕度较大的场合；器件裕度较大的场合；器件裕度较大的场合；短路保护方式短路保护方式短路保护方式短路保护方式：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用；：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用；：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用；：快熔只在短路电流较大的区域起保护作用；二过电流保护措施二过电流保护措施 对重要的且易发生短路的晶闸管设备或全控型器件，对重要的且易发生短路的晶闸管设备或全控型器件，对重要的且易发生短路的晶闸管设备或全控型器件，对重要的且易发生短路的晶闸管设备或全控型器件，（很难用快熔保护）（很难用快熔保护）（很难用

41、快熔保护）（很难用快熔保护）采用电子电路进行过电流保护采用电子电路进行过电流保护采用电子电路进行过电流保护采用电子电路进行过电流保护；全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节 对器件的过电流响应最快对器件的过电流响应最快对器件的过电流响应最快对器件的过电流响应最快；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保护；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保护；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保护；电子电路作为第一保护措施，快熔仅作为短路

42、时的部分区段保护；直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护；直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护；直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护；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，实现保护；过电流继电器整定在过载时动作，实现保护；过电流继电器整定在过载时动作，实现保护；过电流继电器整定在过载时动作，实现保护；1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（SnubberCircuit）缓冲电路又称缓冲电路又称缓冲电路又称缓冲电路又称 吸收电路，用于抑制器件的：吸收电路，用于抑制器件的：吸收电路，用于抑制器件的：吸收电路，用于抑制器件的：内因内因内

43、因内因过电压过电压过电压过电压、过电流过电流过电流过电流、dudu/dtdt、didi/dtdt，减小器件的减小器件的减小器件的减小器件的开关损耗开关损耗开关损耗开关损耗一缓冲电路的分类一缓冲电路的分类 1 1关断缓冲电路关断缓冲电路关断缓冲电路关断缓冲电路（d du u/d/dt t 抑制电路）抑制电路）抑制电路）抑制电路）吸收器件的吸收器件的吸收器件的吸收器件的关断过电压关断过电压关断过电压关断过电压和和和和换相过电压换相过电压换相过电压换相过电压，抑制，抑制，抑制，抑制d du u/d/dt t，减小关断损耗减小关断损耗减小关断损耗减小关断损耗 2 2开通缓冲电路开通缓冲电路开通缓冲电路

44、开通缓冲电路（d di i/d/dt t 抑制电路）抑制电路）抑制电路）抑制电路）抑制器件抑制器件抑制器件抑制器件开通时的电流过冲开通时的电流过冲开通时的电流过冲开通时的电流过冲和和和和d di i/d/dt t，减小器件的开通损耗减小器件的开通损耗减小器件的开通损耗减小器件的开通损耗 3 3复合缓冲电路复合缓冲电路复合缓冲电路复合缓冲电路：将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起：将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起：将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起：将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起 按吸收能量去向分类：按吸收能量去向分类：按吸收能量去向分类：按吸收能量去向分类：耗能式缓冲电路和

45、馈能式缓冲电路（无损吸收电路）耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路（无损吸收电路）耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路（无损吸收电路）耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路（无损吸收电路）通常通常通常通常 缓冲电路缓冲电路缓冲电路缓冲电路 用于专指：用于专指：用于专指：用于专指：关断缓冲电路关断缓冲电路关断缓冲电路关断缓冲电路而将而将而将而将开通缓冲电路开通缓冲电路开通缓冲电路开通缓冲电路叫做：叫做：叫做：叫做：di/dtdi/dt 抑制电路抑制电路抑制电路抑制电路二缓冲电路作用分析二缓冲电路作用分析二缓冲电路作用分析二缓冲电路作用分析a a）电路电路电路电路b b）波形波形波形波形didi/dtdt 抑制电路和

46、充放电型抑制电路和充放电型抑制电路和充放电型抑制电路和充放电型RCDRCD缓冲电路及波形缓冲电路及波形缓冲电路及波形缓冲电路及波形关断时的负载线关断时的负载线关断时的负载线关断时的负载线 有缓冲电路当有缓冲电路当有缓冲电路当有缓冲电路当V V开通时：开通时：开通时：开通时：C Cs s 通过通过通过通过 R Rs s 向向向向V V放电，使放电，使放电，使放电，使 i iC C 先先先先上一个台阶，上一个台阶，上一个台阶，上一个台阶，以后因有以后因有以后因有以后因有L Li i，i iC C上升速度减慢上升速度减慢上升速度减慢上升速度减慢有缓冲电路当有缓冲电路当有缓冲电路当有缓冲电路当V V关

47、断时：负载电流通过关断时：负载电流通过关断时：负载电流通过关断时：负载电流通过 VDVDs s向向向向 C Cs s 分流，减轻了分流，减轻了分流，减轻了分流，减轻了V V的的的的负担，抑制了负担，抑制了负担，抑制了负担，抑制了dudu/dtdt 和过电压和过电压和过电压和过电压开通时电流迅速上升开通时电流迅速上升开通时电流迅速上升开通时电流迅速上升didi /dtdt 很大很大很大很大关断时关断时关断时关断时 du/dtdu/dt很大很大很大很大出现很高的过电压出现很高的过电压出现很高的过电压出现很高的过电压充放电型充放电型充放电型充放电型 RCDRCD缓冲电路适用于中等容量的场合缓冲电路适

48、用于中等容量的场合缓冲电路适用于中等容量的场合缓冲电路适用于中等容量的场合a a a a）RCRC吸收电路吸收电路吸收电路吸收电路 b b b b）放电阻止型吸收电路放电阻止型吸收电路放电阻止型吸收电路放电阻止型吸收电路 两种常用的缓冲电路两种常用的缓冲电路两种常用的缓冲电路两种常用的缓冲电路RCRC 缓冲电路主要缓冲电路主要缓冲电路主要缓冲电路主要用于小容量器件用于小容量器件用于小容量器件用于小容量器件放电阻止型放电阻止型放电阻止型放电阻止型 RCDRCD缓冲电路缓冲电路缓冲电路缓冲电路用于中或大容量器件用于中或大容量器件用于中或大容量器件用于中或大容量器件三缓冲电路中的元件选取及其他注意事

49、项三缓冲电路中的元件选取及其他注意事项三缓冲电路中的元件选取及其他注意事项三缓冲电路中的元件选取及其他注意事项1 1C Cs s和和和和R Rs s 的取值可由实验确定或参考工程手册的取值可由实验确定或参考工程手册的取值可由实验确定或参考工程手册的取值可由实验确定或参考工程手册2 2VDsVDs 必须选用快恢复二极管，额定电流不小于主电路器件的必须选用快恢复二极管，额定电流不小于主电路器件的必须选用快恢复二极管，额定电流不小于主电路器件的必须选用快恢复二极管，额定电流不小于主电路器件的1/101/103 3尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容

50、尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容4 4在中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一个在中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一个在中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一个在中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧设一个du/dtdu/dt抑制电路抑制电路抑制电路抑制电路5 5对对对对IGBTIGBT甚至可以仅并联一个吸收电容甚至可以仅并联一个吸收电容甚至可以仅并联一个吸收电容甚至可以仅并联一个吸收电容6 6晶闸管在实用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压，晶闸管在实用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压，晶闸管在实