電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動

電力電子技術(shù)基礎(chǔ)驅(qū)動第一頁，共八十八頁，2022年，8月28日第二部分電力電子器件6SouthChinaUniversityofTechnology第四章電力電子器件的驅(qū)動和保護(hù)第二頁，共八十八頁，2022年，8月28日

驅(qū)動電路——主電路與控制電路之間的接口使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時(shí)間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義對器件或整個(gè)裝置的一些保護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或通過驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電路的基本任務(wù)：將信息電子電路傳來的信號按控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號

對半控型器件只需提供開通控制信號對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號電力電子器件的驅(qū)動和保護(hù)——驅(qū)動保護(hù)電路概述第三頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的驅(qū)動和保護(hù)驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔離或磁隔離

光隔離一般采用光耦合器

磁隔離的元件通常是脈沖變壓器光耦合器的類型及接法a)普通型b)高速型c)高傳輸比型電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型——驅(qū)動保護(hù)電路概述第四頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.1晶閘管的觸發(fā)電路第五頁，共八十八頁，2022年，8月28日相控電路：晶閘管可控整流電路，通過控制觸發(fā)角a的大小即控制觸發(fā)脈沖起始相位來控制輸出電壓大小采用晶閘管相控方式時(shí)的交流交流電力變換電路和交交變頻電路（第7章）相控電路的驅(qū)動控制為保證相控電路的正常工作，很重要的一點(diǎn)是應(yīng)保證按觸發(fā)角a的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。對于相控電路這樣使用晶閘管的場合，也習(xí)慣稱為觸發(fā)控制，相應(yīng)的電路習(xí)慣稱為觸發(fā)電路。晶閘管的觸發(fā)電路——相控電路以及驅(qū)動要求第六頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路——單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管：特殊的半導(dǎo)體器件，三個(gè)引出端，只有一個(gè)PN結(jié)在高電阻率的N型半導(dǎo)體基片上引出第一基極b1和第二基極b2，在兩基極之間靠近b2出摻入P型雜質(zhì)，引出發(fā)射極e為分壓比，一般為0.3～0.9第七頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路Ue<UH時(shí)，二極管反偏，只有很少的漏電流Ue=ηUb+UVD,VD導(dǎo)通，Up稱為峰點(diǎn)電壓，Ip峰點(diǎn)電流VD導(dǎo)通，Rb1迅速減小，UH下降，Ie增大到Iv時(shí)，Ue=UV，Uv谷點(diǎn)電壓，Iv谷點(diǎn)電流。P-V兩點(diǎn)之間稱為負(fù)阻區(qū)一旦Ue<UV,Rb1增大，單結(jié)晶體管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)入截止?！獑谓Y(jié)晶體管第八頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路——單結(jié)晶體管組成的簡易觸發(fā)電路加上電源U，電容C充電，當(dāng)Uc=Up

時(shí)，單結(jié)晶體管VG導(dǎo)通，C經(jīng)R2放電，從R2上引出脈沖電壓uG觸發(fā)晶閘管VTUc<Uv后，VG截止，C又充電，當(dāng)VG又導(dǎo)通，從而從R2上引出一系列脈沖第九頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路C的充電時(shí)間常數(shù)，決定脈沖電壓uG的產(chǎn)生時(shí)刻放電時(shí)間常數(shù)，決定脈沖寬度——單結(jié)晶體管組成的簡易觸發(fā)電路Re的取值范圍振蕩頻率第十頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路——同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路輸出可為雙窄脈沖（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路），也可為單窄脈沖三個(gè)基本環(huán)節(jié)：脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成和脈沖移相、同步環(huán)節(jié)。此外，還有強(qiáng)觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖第十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日1)脈沖形成環(huán)節(jié)V4、V5—脈沖形成V7、V8—脈沖放大控制電壓uco加在V4基極上同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)。電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出，其一次繞組接在V8集電極電路中。同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路——脈沖形成環(huán)節(jié)第十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路脈沖形成環(huán)節(jié)

V4、V5——脈沖形成

V7、V8——脈沖放大

控制電壓uk加在V4基極上。uk對脈沖的控制作用及脈沖形成：uk=0時(shí)，V4截止。V5飽和導(dǎo)通。V7、V8處于截止?fàn)顟B(tài)，無脈沖輸出。電容C3充電，充滿后電容兩端電壓接近2E1(30V)——脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路

(大于0.7V)時(shí)，V4導(dǎo)通，A點(diǎn)電位由+E1(+15V)1.0V左右，V5基極電位約-2E1(-30V)，

V5立即截止。V5集電極電壓由-E1(-15V)+2.1V，V7、V8導(dǎo)通，輸出觸發(fā)脈沖。電容C3放電和反向充電，使V5基極電位，直到ub5>-E1(-15V)，V5又重新導(dǎo)通。使V7、V8截止，輸出脈沖終止。脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出，其一次繞組接在V8集電極電路中V7.0K=u——脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路第十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路2)鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)鋸齒波電壓形成的方案較多，如采用自舉式電路、恒流源電路等；本電路采用恒流源電路。恒流源電路方案，由V1、V2、V3和C2等元件組成

V1、VS、RP2和R3為一恒流源電路圖2-54

同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路——鋸齒波形成和脈沖移相第十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路電路組成鋸齒波電壓形成的方案較多，如采用自舉式電路、恒流源電路等恒流源電路方案，由V1、V2、V3和C2等元件組成

V1、VS、RP2和R3為一恒流源電路——鋸齒波形成和脈沖移相※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路

工作原理：

V2截止時(shí)，恒流源電流I1c對電容C2充電，調(diào)節(jié)RP2，即改變C2的恒定充電電流I1c，可見RP2是用來調(diào)節(jié)鋸齒波斜率的。V2導(dǎo)通時(shí)，因R4很小故C2迅速放電，ub3電位迅速降到零伏附近V2周期性地通斷，ub3便形成一鋸齒波，同樣ue3也是一個(gè)鋸齒波tICtICuccc111d1==ò——鋸齒波形成和脈沖移相※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路射極跟隨器V3的作用是減小控制回路電流對鋸齒波電壓ub3的影響V4基極電位由鋸齒波電壓、控制電壓uk、直流偏移電壓up三者作用的疊加所定如果uk=0，up為負(fù)值時(shí)，b4點(diǎn)的波形由uh+up

確定當(dāng)uk為正值時(shí)，b4點(diǎn)的波形由uh++

確定M點(diǎn)是V4由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也就是脈沖的前沿加up的目的是為了確定控制電壓uk=0時(shí)脈沖的初始相位'pu——鋸齒波形成和脈沖移相'u※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路同步——要求觸發(fā)脈沖的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關(guān)系確定鋸齒波是由開關(guān)V2管來控制的V2開關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率——由同步變壓器所接的交流電壓決定V2由導(dǎo)通變截止期間產(chǎn)生鋸齒波——鋸齒波起點(diǎn)基本就是同步電壓由正變負(fù)的過零點(diǎn)V2截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是鋸齒波的寬度——取決于充電時(shí)間常數(shù)R1C1——同步環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第二十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路——強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)晶閘管采用強(qiáng)觸發(fā)可以縮短開通時(shí)間，有利于改善串并聯(lián)器件的動態(tài)均壓、均流效果、增加觸發(fā)的可靠性。強(qiáng)觸發(fā)電源：由VD11~DV14單相橋式整流電路獲得50V電壓。VD8截止時(shí)，C6充電，D點(diǎn)電位上升到50V；VD8導(dǎo)通時(shí)，C6迅速放電，D點(diǎn)電位迅速下降；UD小于15V時(shí)，VD15導(dǎo)通，由15V電源供電?！c(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第二十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)內(nèi)雙脈沖電路

V5、V6構(gòu)成“或”門當(dāng)V5、V6都導(dǎo)通時(shí)，V7、V8都截止，沒有脈沖輸出只要V5、V6有一個(gè)截止，都會使V7、V8導(dǎo)通，有脈沖輸出第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的uco對應(yīng)的控制角

產(chǎn)生隔60的第二個(gè)脈沖是由滯后60相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過V6）——雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)※點(diǎn)擊此處看原理圖※點(diǎn)擊此處看波形圖第二十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路——三相橋式電路觸發(fā)器的連接VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6—VT1--……順序?qū)?，彼此相?0度，為能準(zhǔn)確的產(chǎn)生雙窄脈沖，各觸發(fā)器應(yīng)遵循：前相觸發(fā)電路的Y接后相的X端的原則。第二十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路第二十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路波形第三十頁，共八十八頁，2022年，8月28日分立元件搭建的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能不夠穩(wěn)定！集成元件搭建的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單，性能相對穩(wěn)定！同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路第三十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路——集成元件組成的觸發(fā)電路主要元件：集成運(yùn)放LM324、雙時(shí)基電路NE556移相范圍：0～180度※點(diǎn)擊圖形看大圖第三十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路第三十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路波形第三十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路——同步環(huán)節(jié)Us為正弦同步電壓LM324用作比較器，檢測正弦波的過零點(diǎn)U1、U2為各導(dǎo)通180度且互補(bǔ)的矩形波※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路——鋸齒波形成環(huán)節(jié)恒流源在V1的作用下，電容C2充放電，形成鋸齒波U4※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路——移相環(huán)節(jié)LM324用作比較器通過調(diào)節(jié)Uk的幅值，可以實(shí)現(xiàn)移相的目的Uk即為外加控制信號※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路——脈沖形成環(huán)節(jié)556用作一對單穩(wěn)電路5、9腳輸出相差180度的觸發(fā)脈沖※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日集成元件組成的觸發(fā)電路——脈沖輸出環(huán)節(jié)電磁隔離V2起功率放大作用※點(diǎn)擊圖形看大圖點(diǎn)擊此處看波形第三十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路——同步電壓的選擇觸發(fā)電路的定相——觸發(fā)電路應(yīng)保證每個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系措施：同步變壓器原邊接入為主電路供電的電網(wǎng)，保證頻率一致觸發(fā)電路定相的關(guān)鍵是確定同步信號與晶閘管陽極電壓的關(guān)系第四十頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路三相橋整流器，采用鋸齒波同步觸發(fā)電路時(shí)的情況同步信號負(fù)半周的起點(diǎn)對應(yīng)于鋸齒波的起點(diǎn)，通常使鋸齒波的上升段為240，上升段起始的30和終了的30線性度不好，舍去不用，使用中間的180。鋸齒波的中點(diǎn)與同步信號的300位置對應(yīng)使Ud=0的觸發(fā)角

為90。當(dāng)<90時(shí)為整流工作，>90時(shí)為逆變工作將=90確定為鋸齒波的中點(diǎn)，鋸齒波向前向后各有90的移相范圍。于是=90與同步電壓的300對應(yīng)，也就是=0與同步電壓的210對應(yīng)。=0對應(yīng)于uu的30的位置，則同步信號的180與uu的0對應(yīng)，說明VT1的同步電壓應(yīng)滯后于uu180——同步電壓的選擇第四十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路變壓器接法：主電路整流變壓器為Y/Y-12聯(lián)結(jié)，同步變壓器為Y/Y-6聯(lián)結(jié)——主變壓器和同步變壓器的連接第四十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓+uu-uw+uv-uu+uw-uv同步電壓-usu+usw-usv+usu-usw+usv——主電壓與同步電壓的對應(yīng)關(guān)系第四十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.2GTO的驅(qū)動電路第四十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTOGTO的開通控制與普通晶閘管相似。GTO關(guān)斷控制需施加負(fù)門極電流。圖1-28推薦的GTO門極電壓電流波形OttOuGiG正的門極電流5V的負(fù)偏壓GTO驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路、關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分，可分為脈沖變壓器耦合式和直接耦合式兩種類型。GTO的驅(qū)動電路——GTO的驅(qū)動電路的要求第四十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路——GTO的驅(qū)動電路的要求GTO屬于電流驅(qū)動型器件脈沖前沿的陡度脈沖的寬度脈沖的幅值脈沖后沿的陡度要求：脈沖的前沿越陡越有利；而后沿應(yīng)平緩一些。正脈沖的后沿太陡會產(chǎn)生負(fù)尖峰；負(fù)脈沖的后沿太陡會產(chǎn)生正尖峰；＝＝＝＝》誤觸發(fā)第四十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路——GTO的觸發(fā)方式直流觸發(fā)1連續(xù)脈沖觸發(fā)2單脈沖觸發(fā)3第四十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路——GTO驅(qū)動電路（恒壓源關(guān)斷）第四十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路——GTO驅(qū)動電路（變壓源關(guān)斷）第四十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路——GTO驅(qū)動電路（脈沖變壓器關(guān)斷）第五十頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTO的驅(qū)動電路直接耦合式驅(qū)動電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿。目前應(yīng)用較廣，但其功耗大，效率較低。典型的直接耦合式GTO驅(qū)動電路——GTO驅(qū)動電路（直接耦合式）第五十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.3GTR的驅(qū)動電路第五十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTＲ的驅(qū)動電路開通驅(qū)動電流應(yīng)使GTR處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)。關(guān)斷GTR時(shí)，施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗。關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值（6V左右）的負(fù)偏壓。tOib理想的GTR基極驅(qū)動電流波形——GTR驅(qū)動電路第五十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTＲ的驅(qū)動電路——GTR的驅(qū)動電路第五十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日GTＲ的驅(qū)動電路GTR的一種驅(qū)動電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。圖1-31

GTR的一種驅(qū)動電路驅(qū)動GTR的集成驅(qū)動電路中，THOMSON公司的UAA4002和三菱公司的M57215BL較為常見?！狦TR集成驅(qū)動電路第五十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.4MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路第五十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路電力MOSFET和IGBT是電壓驅(qū)動型器件。為快速建立驅(qū)動電壓，要求驅(qū)動電路輸出電阻小。使MOSFET開通的驅(qū)動電壓一般10~15V，使IGBT開通的驅(qū)動電壓一般15~20V。關(guān)斷時(shí)施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動電壓（一般取-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可以減小寄生振蕩。電壓驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路——MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路第五十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路電力MOSFET的一種驅(qū)動電路：電氣隔離和晶體管放大電路兩部分電力MOSFET的一種驅(qū)動電路專為驅(qū)動電力MOSFET而設(shè)計(jì)的混合集成電路有三菱公司的M57918L，其輸入信號電流幅值為16mA，輸出最大脈沖電流為+2A和-3A，輸出驅(qū)動電壓+15V和-10V。

——MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路第五十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路

IGBT的驅(qū)動圖M57962L型IGBT驅(qū)動器的原理和接線圖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）。

多采用專用的混合集成驅(qū)動器。——MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路第五十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路——驅(qū)動電路實(shí)物第六十頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.5電力電子器件的緩沖電路第六十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路關(guān)斷緩沖電路（du/dt抑制電路）——吸收器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路（di/dt抑制電路）——抑制器件開通時(shí)的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。復(fù)合緩沖電路——關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。按能量的去向分類法：耗能式緩沖電路和饋能式緩沖電路（無損吸收電路）。通常將緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路，將開通緩沖電路叫做di/dt抑制電路。緩沖電路(SnubberCircuit)

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又稱吸收電路，抑制器件的內(nèi)因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關(guān)損耗?！彌_電路第六十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——緩沖電路的作用安全ON：限制di/dt—開通/串聯(lián)緩沖；OFF：限制du/dt—關(guān)斷/并聯(lián)緩沖；降低（轉(zhuǎn)移）S損耗，改變開關(guān)軌跡。緩沖電路（SnubberCircuit）有損緩沖電路無損緩沖電路部分開關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到緩沖電路（總值不變）總損耗P

=導(dǎo)通損耗Pon+阻斷損耗Poff+開關(guān)損耗Ps

（Ps=40~80%P)開關(guān)軌跡第六十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——GTR的緩沖電路關(guān)斷緩沖電路：Cs、VDs、GTR開通緩沖電路：Rs、Ls、VDr第六十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——IGBT的緩沖電路第六十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——緩沖阻容元件第六十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——緩沖線路板第六十七頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件的緩沖電路——帶緩沖電路的電力電子裝置第六十八頁，共八十八頁，2022年，8月28日4.6電力電子器件及裝置的保護(hù)第六十九頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)外因過電壓：主要來自雷擊和系統(tǒng)操作過程等外因操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起雷擊過電壓：由雷擊引起內(nèi)因過電壓：主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓。關(guān)斷過電壓：全控型器件關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。電力電子裝置可能的過電壓——外因過電壓和內(nèi)因過電壓——電力電子器件及裝置的保護(hù)第七十頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)——RC過壓抑制電路外因過電壓抑制措施中，RC過電壓抑制電路最為常見RC過電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)（供電網(wǎng)一側(cè)稱網(wǎng)側(cè)，電力電子電路一側(cè)稱閥側(cè)），或電力電子電路的直流側(cè)第七十一頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)——其他過壓保護(hù)措施其他措施：用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管（BOD）等非線性元器件限制或吸收過電壓壓敏電阻外形同瓷介電容特性曲線同正反相穩(wěn)壓管壓敏電阻的接法：單相聯(lián)接三相星形聯(lián)接

第七十二頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)過電壓保護(hù)措施過電壓抑制措施及配置位置F避雷器D變壓器靜電屏蔽層C靜電感應(yīng)過電壓抑制電容RC1閥側(cè)浪涌過電壓抑制用RC電路RC2閥側(cè)浪涌過電壓抑制用反向阻斷式RC電路RV壓敏電阻過電壓抑制器RC3閥器件換相過電壓抑制用RC電路RC4直流側(cè)RC抑制電路RCD閥器件關(guān)斷過電壓抑制用RCD電路電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過電壓的措施，屬于緩沖電路范疇?！娏﹄娮悠骷把b置的保護(hù)第七十三頁，共八十八頁，2022年，8月28日1.產(chǎn)生：短路、過載時(shí)會產(chǎn)生過電流2.保護(hù)：快速熔斷器（1.57IT(AV)≥IFU≥ITM

）快速熔斷器保護(hù)的接法a)串于橋臂中b)串于交流側(cè)

c)串于直流側(cè)

銀質(zhì)熔絲石英沙電力電子器件及裝置的保護(hù)——過電流的產(chǎn)生及保護(hù)第七十四頁，共八十八頁，2022年，8月28日過電流保護(hù)措施過電流繼電器快速熔斷器直流快速斷路器過電流短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)整定在電子電路動作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)整定在過載時(shí)動作短路過載電力電子器件及裝置的保護(hù)——過電流的產(chǎn)生及保護(hù)同時(shí)采用幾種過電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性。電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時(shí)動作。第七十五頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)過電流——過載和短路兩種情況保護(hù)措施負(fù)載觸發(fā)電路開關(guān)電路過電流繼電器交流斷路器動作電流整定值短路器電流檢測電子保護(hù)電路快速熔斷器變流器直流快速斷路器電流互感器變壓器同時(shí)采用幾種過電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性。一般情況下，總是讓電子過電流保護(hù)裝置等措施先起保護(hù)作用，而快速熔斷器作為最后一道保護(hù)，以盡量避免直接燒斷快速熔斷器。過電流保護(hù)措施及配置位置——電力電子器件及裝置的保護(hù)第七十六頁，共八十八頁，2022年，8月28日電力電子器件及裝置的保護(hù)全保護(hù)：過載、短路均由快熔進(jìn)行保護(hù)，適用于小功率裝置或器件裕度較大的場合。短路保護(hù)：快熔只在短路電流較大的區(qū)域起保護(hù)作用。對重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備，或全控型器件，需采用電子電路進(jìn)行過電流保護(hù)。常在全控型器件的驅(qū)動電路中設(shè)置過電流保護(hù)環(huán)節(jié)，響應(yīng)最快。快熔對器件的保護(hù)方式