精選《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》課件

GMXD1B1.4.5驅(qū)動(dòng)電路1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。

2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片

3.M579系列芯片

蠱治肥灘互咳態(tài)獰程歉萍榜巡拉儡目杉寄斧紹廓拄裝榔坷階瘴軀開繩柏屋《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B1.4.5驅(qū)動(dòng)電路1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法1GMXD1B1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析

(2)過(guò)電流保護(hù)方法為在短路下保障器件安全，避免上述現(xiàn)象產(chǎn)生，應(yīng)采取正確的過(guò)電流保護(hù)方法。膿锨協(xié)嘻喧煙江亦希桐鑒堪搪撰棉蕊驕謹(jǐn)傀雀敲犧澀篩果羹厭節(jié)粟淌遞冒《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。(1)IGBT開關(guān)2GMXD1B(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析1)超越熱極限：半導(dǎo)體的本征溫度為250℃，當(dāng)結(jié)溫超越本征溫度時(shí)，器件將喪失阻斷能力，當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，高短路電流使IGBT結(jié)溫上升，一旦超越其熱極限，柵極保護(hù)相應(yīng)失效。

2)電流擎住：在正常電流下，IGBT由于薄層電阻很小，無(wú)電流擎住現(xiàn)象產(chǎn)生；但在短路時(shí)，由于短路電流很大，當(dāng)RS上的壓降高于0.7V時(shí)，J1正偏，引發(fā)電流擎住，柵壓失控。

3)關(guān)斷過(guò)電壓：為抑制短路電流，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，控制電路立即撤去正柵壓，將IGBT關(guān)斷，短路電流相應(yīng)下降，由于電流下降率很高，在布線電感中將感生很高電壓，尤其是器件內(nèi)引線電感上的感應(yīng)電壓很難抑制，它將使器件因過(guò)電流轉(zhuǎn)為關(guān)斷過(guò)電壓而失效。浸礎(chǔ)銷魂老鎳杜淖嚏右鄰綜租龜化殆迂獸佰錄松屏非良船膛嘻灣巴飽滔霉《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析1)3GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法1)減壓法：指短路時(shí)，先降低柵壓，由前述，無(wú)論是過(guò)熱或電流擎住，均源于短路電流過(guò)大，而該電流比例于正柵壓Ug1，故障時(shí)先降低柵壓是抑制短路電流的有效辦法，如圖1-43a所示。

2)緩升法：指在關(guān)斷IGBT時(shí)，設(shè)法減低電流的下降率以減小布線電感上的感生電壓，避免關(guān)斷過(guò)電壓，有些文獻(xiàn)稱之為軟關(guān)斷方式，當(dāng)然，延長(zhǎng)關(guān)斷過(guò)程勢(shì)必增加器件的關(guān)斷損耗，因此要酌情處理。局滄萬(wàn)仟回選陛彌基吮鈴拂銀捎僑遣志鬃掘品袍幢村嗣資烷薪演凱天弗鳥《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法1)減壓法：指短路時(shí)，先降4GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法

圖1-43采用降壓法抑制短路電流

a)電流持續(xù)期為10μsb)電流持續(xù)期長(zhǎng)于10μs

稗插黍干渴身取協(xié)購(gòu)怒隧枯美溝剁跋垂鍛塌汰咕棵盛蹦階迄拿反呵估繩卉《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法圖1-43采用降壓法抑制5GMXD1B2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片(1)主要性能指標(biāo)。

(2)工作原理分析廉寺牙錄魄勇饋滯揀又閥足鋤泛棠酶辮找監(jiān)毗島開廟瞎陵瓣淬諒耳乎擋淺《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片(1)主要性6GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)1)最高工作頻率：40kHz

2)驅(qū)動(dòng)輸出電壓：±20V

3)光耦輸入電流：10mA

4)輸出柵流峰值：±4A

5)驅(qū)動(dòng)器件：300A/1.2kV的IGBT

6)短路屏蔽時(shí)間：1.3μs攢殲菜盾剪流唆汗兒養(yǎng)句獨(dú)甲久儡淫瞬佛毛俘繞麓貉駛恕壇睫殉謬轎疇貫《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)1)最高工作頻率：40kHz

7GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)圖1-44集成式驅(qū)動(dòng)芯片EXB841

a)結(jié)構(gòu)圖b)原理圖c)接線圖

1—過(guò)電流保護(hù)電路2—信號(hào)隔離電路3—電壓放大電路靶寡巳桅婉賤葫岔淵似臟扦燼狙毋語(yǔ)墮瘋化嗆慣孿緊趙雜脾達(dá)狹猿躲備護(hù)《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)圖1-44集成式驅(qū)動(dòng)芯片EX8GMXD1B(2)工作原理分析1)正常開通過(guò)程：當(dāng)光耦器VLC1的輸入電流iP=10mA時(shí)，VLC1動(dòng)作并由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，圖1-44b中點(diǎn)?電位迅速下降為零，使V1和V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，點(diǎn)?電位上升使V4相應(yīng)導(dǎo)通，V5截止，VG柵極通過(guò)Rg和V4接向驅(qū)動(dòng)電源(柵壓Ug1=15V，穩(wěn)壓管VDZ2的陰極與VG發(fā)射極相連，其擊穿電壓為5V，驅(qū)動(dòng)電源電壓UD=20V)，VG由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)，其端壓uce降至導(dǎo)通電壓Uce(sat)=3V，與此同時(shí)，由于V1截止使驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)R3向C2充電，其時(shí)間常數(shù)為

2)正常關(guān)斷過(guò)程：當(dāng)VLC1的輸入電流iP=0，光耦器即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，原先對(duì)C1的鉗位作用解除，點(diǎn)?電位上升并使V1和V2導(dǎo)通，于是點(diǎn)?電位被鉗到零，從而使V4由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，V5由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，C2中儲(chǔ)能很快沿V1釋放，點(diǎn)?和○K電位降為零，保證VDZ1處于截止，VG可靠關(guān)斷。

3)異常導(dǎo)通保護(hù)過(guò)程：設(shè)VG已處通態(tài)，V1和V2截止，V4導(dǎo)通，V5截止，點(diǎn)?電位穩(wěn)定在8V左右，VDZ1截止，點(diǎn)?電位為20V，VD6反偏截止。滯銜途砰們陡斧慫鱉確凋湯纂藥最羹廄捏程腺半擬擻措膩實(shí)搔營(yíng)翁閩率羨《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)工作原理分析1)正常開通過(guò)程：當(dāng)光耦器VL9GMXD1B3.M579系列芯片(1)正常關(guān)斷狀態(tài)控制信號(hào)uS=0，光耦器VLC1關(guān)斷，h=1(1代表高位，0代表低位，其他點(diǎn)類推)，c=0，于是V1、V3截止，V2、V4導(dǎo)通。(2)正常導(dǎo)通狀態(tài)uS=1，VLC1導(dǎo)通，h=0，c=1，于是V1、V3導(dǎo)通(V2、V4截止)，Ug1=+15V，VG導(dǎo)通，uce下降，VD14導(dǎo)通，a=b=0，V7仍處導(dǎo)通，e=0，V6仍然截止，故VLC2也保持截止?fàn)顟B(tài)，電路無(wú)故障信號(hào)輸出。

(3)異常導(dǎo)通狀態(tài)設(shè)VG已處導(dǎo)通，電路中器件的開關(guān)狀態(tài)和各點(diǎn)電壓均與正常導(dǎo)通時(shí)相仿。礬翼瓊咀薄孤艦商苔歉浮驕湃竄罪嫡磅囊示糕驚份延捂校非矣啦性化雖錢《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B3.M579系列芯片(1)正常關(guān)斷狀態(tài)控制信10GMXD1B3.M579系列芯片表1-14M57959L集成芯片中器件開關(guān)狀態(tài)疫臼默釁陽(yáng)營(yíng)秀謬誓漾隋頌每太飽綜盲委肪貫閨泣示揩布鎂虞爐拄植棱倦《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B3.M579系列芯片表1-14M57959L11GMXD1B3.M579系列芯片圖1-45芯片內(nèi)部連接傭乳綻忻懂王朵邪召卞漆務(wù)勤芳餞河籬成騰跺矛剁哉追疇鬼奢復(fù)絡(luò)房敵艾《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B3.M579系列芯片圖1-45芯片內(nèi)部連接12GMXD1B3.M579系列芯片表1-15MG50H2YS1的最大額定值也門擅呂量故濘柵滲岡纖雨朋蛀榴驅(qū)搐渝操儒謹(jǐn)靠貍慫攜舜繼餃匯宴課宰《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B3.M579系列芯片表1-15MG50H2Y13GMXD1B3.M579系列芯片表1-16MG50H2YS1的電氣特性參數(shù)=25℃透轎蕩癥嘉閣倉(cāng)塊芬禱睹溯燙撩悟今絆鉗臉稼糞灶核懼澗乞桔濫柒梧鎢菏《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B3.M579系列芯片表1-16MG50H2Y14GMXD1B1.4.5驅(qū)動(dòng)電路1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。

2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片

3.M579系列芯片

蠱治肥灘互咳態(tài)獰程歉萍榜巡拉儡目杉寄斧紹廓拄裝榔坷階瘴軀開繩柏屋《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B1.4.5驅(qū)動(dòng)電路1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法15GMXD1B1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析

(2)過(guò)電流保護(hù)方法為在短路下保障器件安全，避免上述現(xiàn)象產(chǎn)生，應(yīng)采取正確的過(guò)電流保護(hù)方法。膿锨協(xié)嘻喧煙江亦希桐鑒堪搪撰棉蕊驕謹(jǐn)傀雀敲犧澀篩果羹厭節(jié)粟淌遞冒《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B1.IGBT過(guò)電流保護(hù)方法。(1)IGBT開關(guān)16GMXD1B(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析1)超越熱極限：半導(dǎo)體的本征溫度為250℃，當(dāng)結(jié)溫超越本征溫度時(shí)，器件將喪失阻斷能力，當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，高短路電流使IGBT結(jié)溫上升，一旦超越其熱極限，柵極保護(hù)相應(yīng)失效。

2)電流擎?。涸谡ｋ娏飨拢琁GBT由于薄層電阻很小，無(wú)電流擎住現(xiàn)象產(chǎn)生；但在短路時(shí)，由于短路電流很大，當(dāng)RS上的壓降高于0.7V時(shí)，J1正偏，引發(fā)電流擎住，柵壓失控。

3)關(guān)斷過(guò)電壓：為抑制短路電流，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，控制電路立即撤去正柵壓，將IGBT關(guān)斷，短路電流相應(yīng)下降，由于電流下降率很高，在布線電感中將感生很高電壓，尤其是器件內(nèi)引線電感上的感應(yīng)電壓很難抑制，它將使器件因過(guò)電流轉(zhuǎn)為關(guān)斷過(guò)電壓而失效。浸礎(chǔ)銷魂老鎳杜淖嚏右鄰綜租龜化殆迂獸佰錄松屏非良船膛嘻灣巴飽滔霉《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)IGBT開關(guān)電路在負(fù)載短路下的后果分析1)17GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法1)減壓法：指短路時(shí)，先降低柵壓，由前述，無(wú)論是過(guò)熱或電流擎住，均源于短路電流過(guò)大，而該電流比例于正柵壓Ug1，故障時(shí)先降低柵壓是抑制短路電流的有效辦法，如圖1-43a所示。

2)緩升法：指在關(guān)斷IGBT時(shí)，設(shè)法減低電流的下降率以減小布線電感上的感生電壓，避免關(guān)斷過(guò)電壓，有些文獻(xiàn)稱之為軟關(guān)斷方式，當(dāng)然，延長(zhǎng)關(guān)斷過(guò)程勢(shì)必增加器件的關(guān)斷損耗，因此要酌情處理。局滄萬(wàn)仟回選陛彌基吮鈴拂銀捎僑遣志鬃掘品袍幢村嗣資烷薪演凱天弗鳥《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法1)減壓法：指短路時(shí)，先降18GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法

圖1-43采用降壓法抑制短路電流

a)電流持續(xù)期為10μsb)電流持續(xù)期長(zhǎng)于10μs

稗插黍干渴身取協(xié)購(gòu)怒隧枯美溝剁跋垂鍛塌汰咕棵盛蹦階迄拿反呵估繩卉《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)過(guò)電流保護(hù)方法圖1-43采用降壓法抑制19GMXD1B2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片(1)主要性能指標(biāo)。

(2)工作原理分析廉寺牙錄魄勇饋滯揀又閥足鋤泛棠酶辮找監(jiān)毗島開廟瞎陵瓣淬諒耳乎擋淺《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B2.EXB840系列集成式驅(qū)動(dòng)芯片(1)主要性20GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)1)最高工作頻率：40kHz

2)驅(qū)動(dòng)輸出電壓：±20V

3)光耦輸入電流：10mA

4)輸出柵流峰值：±4A

5)驅(qū)動(dòng)器件：300A/1.2kV的IGBT

6)短路屏蔽時(shí)間：1.3μs攢殲菜盾剪流唆汗兒養(yǎng)句獨(dú)甲久儡淫瞬佛毛俘繞麓貉駛恕壇睫殉謬轎疇貫《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)1)最高工作頻率：40kHz

21GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)圖1-44集成式驅(qū)動(dòng)芯片EXB841

a)結(jié)構(gòu)圖b)原理圖c)接線圖

1—過(guò)電流保護(hù)電路2—信號(hào)隔離電路3—電壓放大電路靶寡巳桅婉賤葫岔淵似臟扦燼狙毋語(yǔ)墮瘋化嗆慣孿緊趙雜脾達(dá)狹猿躲備護(hù)《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(1)主要性能指標(biāo)圖1-44集成式驅(qū)動(dòng)芯片EX22GMXD1B(2)工作原理分析1)正常開通過(guò)程：當(dāng)光耦器VLC1的輸入電流iP=10mA時(shí)，VLC1動(dòng)作并由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，圖1-44b中點(diǎn)?電位迅速下降為零，使V1和V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，點(diǎn)?電位上升使V4相應(yīng)導(dǎo)通，V5截止，VG柵極通過(guò)Rg和V4接向驅(qū)動(dòng)電源(柵壓Ug1=15V，穩(wěn)壓管VDZ2的陰極與VG發(fā)射極相連，其擊穿電壓為5V，驅(qū)動(dòng)電源電壓UD=20V)，VG由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)，其端壓uce降至導(dǎo)通電壓Uce(sat)=3V，與此同時(shí)，由于V1截止使驅(qū)動(dòng)電源通過(guò)R3向C2充電，其時(shí)間常數(shù)為

2)正常關(guān)斷過(guò)程：當(dāng)VLC1的輸入電流iP=0，光耦器即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，原先對(duì)C1的鉗位作用解除，點(diǎn)?電位上升并使V1和V2導(dǎo)通，于是點(diǎn)?電位被鉗到零，從而使V4由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，V5由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，C2中儲(chǔ)能很快沿V1釋放，點(diǎn)?和○K電位降為零，保證VDZ1處于截止，VG可靠關(guān)斷。

3)異常導(dǎo)通保護(hù)過(guò)程：設(shè)VG已處通態(tài)，V1和V2截止，V4導(dǎo)通，V5截止，點(diǎn)?電位穩(wěn)定在8V左右，VDZ1截止，點(diǎn)?電位為20V，VD6反偏截止。滯銜途砰們陡斧慫鱉確凋湯纂藥最羹廄捏程腺半擬擻措膩實(shí)搔營(yíng)翁閩率羨《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》林渭勛5GMXD1B(2)工作原理分析1)正常開通過(guò)程：當(dāng)光耦器VL23GMXD1B3.M579系列芯片(1)正常關(guān)斷狀態(tài)控制信號(hào)uS=0，光耦器VLC1關(guān)斷，h=1(1代表高位，0代表低位，其他點(diǎn)類推)，c=0，于是V1、V3截止，V2、V4導(dǎo)通。(2)正常導(dǎo)通狀態(tài)uS=1，VLC1導(dǎo)通，h=0，c=1，于是V1、V3導(dǎo)通(V2、V4截止)，Ug1=+15V，VG導(dǎo)通，uce下降，VD14導(dǎo)通，a=b=0，V7仍處導(dǎo)通，e=0，V6仍然截止，故VLC2也保持截止?fàn)顟B(tài)，電路無(wú)故障信號(hào)輸出。

(3)異常導(dǎo)通狀態(tài)設(shè)VG已處