電流型自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的信號(hào)的性質(zhì)，將電力電子器件分為電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型。2.3電流型自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)1.電流驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)電路（GTO、GTR）

GTO的開(kāi)通控制：與普通晶閘管相似，但對(duì)脈沖前沿的幅值和陡度要求高，且一般需在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門(mén)極電流；關(guān)斷：施加負(fù)門(mén)極電流，對(duì)其幅值和陡度的要求更高，關(guān)斷后還應(yīng)在門(mén)陰極施加約5V的負(fù)偏壓以提高抗干擾能力。

推薦的GTO門(mén)極電壓電流波形2.GTO驅(qū)動(dòng)電路通常包括三部分：開(kāi)通電路、關(guān)斷電路和門(mén)極反偏電路典型GTO驅(qū)動(dòng)電路的解釋?zhuān)憾O管VD1和電容C1提供+5V電壓VD2、VD3、C2、C3構(gòu)成倍壓整流電路提供+15V電壓。VD4和電容C4提供-15V電壓V1開(kāi)通時(shí)，輸出正強(qiáng)脈沖V2開(kāi)通時(shí)輸出正脈沖平頂部分V2關(guān)斷而V3開(kāi)通時(shí)輸出負(fù)脈沖V3關(guān)斷后R3和R4提供門(mén)極負(fù)偏壓

3.GTR驅(qū)動(dòng)電路GTR的一種驅(qū)動(dòng)電路貝克鉗位電路(抗飽和電路)柵源間、柵射間有數(shù)千皮法（PF)的電容，為快速建立驅(qū)動(dòng)電壓，要求驅(qū)動(dòng)電路輸出電阻小；開(kāi)通的驅(qū)動(dòng)電壓應(yīng)達(dá)一定值：MOSFET10~15V，IGBT15~20V；關(guān)斷時(shí)施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓-5~-15V）有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗；在柵極串入一只低值電阻（數(shù)十歐左右）可以減小寄生振蕩，該電阻阻值應(yīng)隨被驅(qū)動(dòng)器件電流額定值的增大而減小。2.4電壓型自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)電力MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路：電氣隔離和晶體管放大電路兩部分無(wú)輸入信號(hào)時(shí)高速放大器A輸出負(fù)電平,V3導(dǎo)通輸出負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)A輸出正電平，V2導(dǎo)通輸出正驅(qū)動(dòng)電壓

電力MOSFET的一種驅(qū)動(dòng)電路

IGBT的驅(qū)動(dòng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求1、充分陡的脈沖上升和下降沿

開(kāi)通時(shí)使IGBT快速開(kāi)通，減小開(kāi)通損耗

關(guān)斷時(shí)使IGBT快速關(guān)斷，縮短關(guān)斷時(shí)間，減小關(guān)斷損耗2、足夠大的驅(qū)動(dòng)功率

導(dǎo)通時(shí)，使IGBT功率輸出級(jí)總處于飽和狀態(tài)

瞬時(shí)過(guò)載時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。3、合適的正向驅(qū)動(dòng)電壓UCE

一般可?。?±10%）×15V4、合適的反偏電壓

一般為-2～-10V

IGBT的驅(qū)動(dòng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求5、驅(qū)動(dòng)電路最好與控制電路在電位上隔離

要求：6、應(yīng)根據(jù)IGBT的電流容量和電壓額定值及開(kāi)關(guān)頻率的不同，選擇合適的RG阻值

IGBT的驅(qū)動(dòng)-多采用專(zhuān)用的混合集成驅(qū)動(dòng)器M57962L型IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理和接線(xiàn)圖優(yōu)點(diǎn)：大大簡(jiǎn)化了IGBT的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，且將保護(hù)與驅(qū)動(dòng)集成于一體。不僅減小了控制電路的體積，而且提高了系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。2.5自關(guān)斷器件的保護(hù)1.緩沖電路緩沖電路（吸收電路）作用抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓、du/dt、過(guò)電流di/dt，減小器件的開(kāi)關(guān)損耗。緩沖電路關(guān)斷緩沖電路（du/dt抑制電路）用于吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗開(kāi)通緩沖電路（di/dt抑制電路）用于抑制器件開(kāi)通的電流過(guò)沖和di/dt，減小開(kāi)通損耗緩沖電路復(fù)合緩沖電路

將關(guān)斷緩沖電路和開(kāi)通緩沖電路結(jié)合在一起耗能式緩沖電路

緩沖電路中儲(chǔ)能元件的能量消耗在其吸收電阻上饋能式緩沖電路（無(wú)損吸收電路）

緩沖電路中儲(chǔ)能元件的能量回饋給負(fù)載或電流緩沖電路通常緩沖電路專(zhuān)指關(guān)斷緩沖電路，將開(kāi)通緩沖電路叫做di/dt抑制電路

di/dt抑制電路和充放電型RCD緩沖電路及波形

a)電路b)波形緩沖電路無(wú)緩沖電路V開(kāi)通電流迅速上升，di/dt很大V關(guān)斷

du/dt很大，并出現(xiàn)很高的過(guò)電壓有緩沖電路V開(kāi)通

Cs通過(guò)Rs向V放電，使ic先上一個(gè)臺(tái)階，以后因有di/dt抑制電路的Li,ic上升速度減慢。V關(guān)斷負(fù)載電流通過(guò)VDs向Cs分流，減輕了V的負(fù)擔(dān)，抑制了du/dt和過(guò)電壓。

b)di/dt抑制電路和充放電型RCD緩沖電路波形tuCEOdidt抑制電路時(shí)無(wú)didt抑制電路時(shí)有有緩沖電路時(shí)無(wú)緩沖電路時(shí)uCEiC緩沖電路icBADC無(wú)緩沖電路有緩沖電路ucE0關(guān)斷時(shí)的負(fù)載線(xiàn)無(wú)緩沖電路uCE

迅速上升，負(fù)載L上的感應(yīng)電壓是續(xù)流二極管VD開(kāi)始導(dǎo)通，負(fù)載線(xiàn)A從移動(dòng)到B，iC下降到漏電流的大小，負(fù)載線(xiàn)隨之移動(dòng)到C。有緩沖電路CS的分流使iC在uCE開(kāi)始上升的同時(shí)就下降，負(fù)載線(xiàn)經(jīng)過(guò)D到達(dá)C，負(fù)載線(xiàn)ABC經(jīng)過(guò)的是小電流、小電壓區(qū)，器件的關(guān)斷損耗比無(wú)緩沖電路時(shí)降低。緩沖電路LCSRSEd緩沖電路負(fù)載LCSRSEd緩沖電路負(fù)載RiVDLVdidt抑制電路緩沖電路LiVDiRsCsVDsb)c)a)a)充放電型RCD緩沖電路另外兩種常用緩沖電路a)RC吸收電路b)放電阻止型RCD吸收電路2.電力MOSFET和IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn)電力MOSFET并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn)

Ron具有正溫度系數(shù)，具有電流自動(dòng)均衡的能力，容易并聯(lián)。注意選用Ron、UT、Gfs和Ciss盡量相近的器件并聯(lián)。電路走線(xiàn)和布局應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)。可在源極電路中串入小電感,起到均流電抗器的作用。IGBT并聯(lián)運(yùn)行的特點(diǎn)

在1/2或1/3額定電流以下的區(qū)段，通態(tài)壓降具有負(fù)的溫度系數(shù)。在以上的區(qū)段則具有正溫度系數(shù)。并聯(lián)使用時(shí)也具有電流的自動(dòng)均衡能力，易于并聯(lián)。2.6任務(wù)實(shí)施---絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用光電耦合器進(jìn)行隔離的柵極驅(qū)動(dòng)電路2.7知識(shí)拓展---集成驅(qū)動(dòng)芯片介紹UAA4002的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理圖

UAA4002應(yīng)用接線(xiàn)圖

EXB841的電路原理圖

小結(jié)

1、晶閘管（SCR）的觸發(fā)電路應(yīng)滿(mǎn)足與主電路同步、能平穩(wěn)移相且有足夠移相范圍、脈沖前沿陡、有足夠的幅值與脈寬、抗干擾能力強(qiáng)等要求。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路主要有同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成。集成化的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有KC（或KJ）系列。目前，以單片機(jī)為主體的數(shù)字化觸發(fā)電路在大功率整流電路中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2、晶閘管的過(guò)壓保護(hù)主要使用壓敏電阻、阻容吸收等，過(guò)流保護(hù)則采用電流檢測(cè)、快速熔斷器等，另外還應(yīng)對(duì)du/dt、di/dt進(jìn)行限制。

3、電力晶體管（GTR）和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）屬電流型自關(guān)斷器件。GTO的驅(qū)動(dòng)電路中的門(mén)極開(kāi)通電路與SCR觸發(fā)電路基本相同，而要求門(mén)極關(guān)斷電路能產(chǎn)生足夠大的反向電流來(lái)關(guān)斷已導(dǎo)通的GTO。GTR驅(qū)動(dòng)電路除滿(mǎn)足一般驅(qū)動(dòng)電路的要求外，還應(yīng)有抗飽和電路，使GTR工作在準(zhǔn)飽和區(qū)，提高開(kāi)關(guān)速度，降低開(kāi)關(guān)損耗