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1、March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-1,第八章 电力电子器件的门极控制电路,电力电子装置主电路、控制电路控制电路的作用：将给定信号转换为主电路开关器件所需的触发脉冲信号，以使主电路实现相应功能。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-2,控制电路的构成：控制电源控制脉冲产生电路门极控制电路同步信号产生电路检测、反馈电路保护电路显示、报警电路,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-3,本章主要内容：掌握晶闸管对触发电路的要求，了解晶体管移相触发电路及同步电源的选择，掌握GTO、IGBT、MOSFET等器件对触发电路的要求。重点：掌握IGBT
2、触发电路。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-4,第一节 晶闸管对触发电路的要求,触发脉冲的作用：决定晶闸管导通时刻，提供门极触发电流。触发脉冲参数要求：触发电流大于额定值，保证可靠触发触发脉冲宽度使阳极电流大于擎住电流强触发提高di/dt的承受能力触发功率需要功率放大电路,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-5,触发脉冲形式要求：正向脉冲门极对阴极为正电压脉冲形式宽脉冲、窄脉冲、脉冲列与主电路同步保持固定相位关系与主电路隔离高、低压电源隔离抗干扰能力防止误触发,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-6,第三节 晶体管移相触发电路,控
3、制电压 UK-触发角-输出电压Ud 垂直移相原理：同步信号uT与UK的交点决定触发时刻UK垂直移动，交点对应相位变化(移相),March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-7,垂直移相方式：串联垂直移相并联垂直移相,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-8,同步信号为正弦波的移相触发电路基本环节：同步移相环节、脉冲形成环节 功率放大环节、隔离输出环节,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-9,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-10,uT的选择原则：UK=0时，Ud=0，对应=90,March 30,2000,北方交通大学电气工
4、程系,8-11,UK 与 uT 没有交点，触发脉冲丢失防止方法：信号合成，限制 min、min。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-12,同步信号为锯齿波的移相触发电路特点：锯齿波同步信号不受 电网波动影响UK 与 成线性关系,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-13,第五节 触发电路同步信号的选择,同步信号选择原则：使UK=0 时，Ud=0。选择依据：整流电路形式触发电路形式变压器接线形式,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-14,例一：三相全控桥、正弦波触发电路UK=0 时，对应=90 同步信号滞后于阳极电压 120 T1管：阳
5、极电压：ua 同步信号：uT1=ub T2管：阳极电压：uc 同步信号：uT2=ua,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-15,例二：三相全控桥、锯齿波触发电路原则：锯齿波起点对应=0，即 uT 的180 对应 ua 的30 同步信号超前于阳极电压 150 主变压器接线形式：/Y 11同步变压器接线形式：Y/Y 12/6,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-16,同步信号与阳极电压对应关系：晶闸管：T1 T2 T3 T4 T5 T6 阳极电压：+ua uc+ub ua+uc ub 同步信号：uTa+uTc uTb+uTa uTc+uTb,March 30
6、,2000,北方交通大学电气工程系,8-17,第六节 GTO的门控电路,GTO门控电路的特点：GTO的开通、关断分别由开通电路、关断电路完成。开通过程与SCR相似。维持导通需加正向偏置电流。关断时需要足够大的关断电流及能量。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-18,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-19,GTO的主要缺点：关断电流大，约为阳极电流的 20%33%控制电路复杂，GTO易烧损。关断电路的实现：由外加负电源提供关断电流。由储能电容器提供关断能量。关断电路输出级功率元件：SCR、GTR、MOSFET,March 30,2000,北方交通大学电
7、气工程系,8-20,用SCR关断GTO的门控电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-21,用GTR关断GTO的门控电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-22,用MOSFET关断GTO的门控电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-23,第八节 MOSFET 和 IGBT 的驱动电路,场控型器件，驱动简单，驱动功率小。基本控制原理：开通：为栅极电容提供充电电流。关断：为栅极电容提供放电回路。为了提高开关频率，减小开通、关断时间，充电、放电电流不能太小。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-24,驱动电路形式：直接驱动隔离驱动（变压器隔离、光耦隔离）两种直接驱动电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-25,脉冲变压器隔离的驱动电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-26,光耦隔离的驱动电路：,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-27,IGBT 驱动电路,对IGBT驱动电路的基本要求：提供一定的正向和反向驱动电压，提供足够大的瞬时驱动电流，输入、输出延迟时间小，绝缘性能高，过电流保护。,March 30,2000,北方交通大学电气工程系,8-28,IGBT驱动模块：性能可靠、使用方便、应用普遍，基本功能类似，性能不断提高。,
