电力电子器件驱动与保护.ppt

上传人:小飞机 文档编号:6182557 上传时间:2023-10-02 格式:PPT 页数:22 大小:437.60KB
返回 下载 相关 举报
电力电子器件驱动与保护.ppt_第1页
第1页 / 共22页
电力电子器件驱动与保护.ppt_第2页
第2页 / 共22页
电力电子器件驱动与保护.ppt_第3页
第3页 / 共22页
电力电子器件驱动与保护.ppt_第4页
第4页 / 共22页
电力电子器件驱动与保护.ppt_第5页
第5页 / 共22页
点击查看更多>>
资源描述

《电力电子器件驱动与保护.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力电子器件驱动与保护.ppt(22页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、第四讲,一、电力电子器件的驱动二、电力电子器件的保护,一、电力电子器件器件的驱动,1 电力电子器件驱动电路概述2 晶闸管的触发电路3 典型全控型器件的驱动电路,1 电力电子器件驱动电路概述,使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩短开关时间,减小开关损耗。对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。一些保护措施也往往设在驱动电路中,或通过驱动电路实现。驱动电路的基本任务:按控制目标的要求施加开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号。,驱动电路主电路与控制电路之间的接口,1 电力电子器件驱动电路概述,驱动电路还要提供控制电路

2、与主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离。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,图1-25 光耦合器的类型及接法a)普通型 b)高速型 c)高传输比型,1 电力电子器件驱动电路概述,按照驱动信号的性质分,可分为电流驱动型和电压驱动型。驱动电路具体形式可为分立元件的,但目前的趋势是采用专用集成驱动电路。双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。为达到参数最佳配合,首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。,分类,2 晶闸管的触发电路,作用:产生符合要求的门极触发脉冲,保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。晶闸管触发电路应满足下列要求:脉冲的宽度应保证晶

3、闸管可靠导通。触发脉冲应有足够的幅度。不超过门极电压、电流和功率定额,且在可靠触发区域之内。有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。,t,图1-26理想的晶闸管触发脉冲电流波形t1t2脉冲前沿上升时间(1s)t1t3强脉宽度IM强脉冲幅值(3IGT5IGT)t1t4脉冲宽度I脉冲平顶幅值(1.5IGT2IGT),晶闸管的触发电路,2 晶闸管的触发电路,V3、V2构成脉冲放大环节。脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。V1、V2导通时,通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。,图1-27 常见的晶闸管触发电路,常见的晶闸管触发电路,3 典型全控型器件的驱动电路,(1)

4、GTOGTO的开通控制与普通晶闸管相似。GTO关断控制需施加负门极电流。,图1-28推荐的GTO门极电压电流波形,1)电流驱动型器件的驱动电路,正的门极电流,5V的负偏压,GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分,可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。,3 典型全控型器件的驱动电路,直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振荡,可得到较陡的脉冲前沿。目前应用较广,但其功耗大,效率较低。,图1-29 典型的直接耦合式GTO驱动电路,3 典型全控型器件的驱动电路,开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态,使之不进入放大区和深饱和区。关断GTR时,施加一定的

5、负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗。关断后同样应在基射极之间施加一定幅值(6V左右)的负偏压。,图1-30 理想的GTR基极驱动电流波形,(2)GTR,3 典型全控型器件的驱动电路,GTR的一种驱动电路,包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。,图1-31GTR的一种驱动电路,驱动GTR的集成驱动电路中,THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的M57215BL较为常见。,3 典型全控型器件的驱动电路,电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。为快速建立驱动电压,要求驱动电路输出电阻小。使MOSFET开通的驱动电压一般1015V,使IGBT开通的驱动电压一般15 20V。关断时施加一定

6、幅值的负驱动电压(一般取-5-15V)有利于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入一只低值电阻可以减小寄生振荡。,2)电压驱动型器件的驱动电路,3 典型全控型器件的驱动电路,(1)电力MOSFET的一种驱动电路:电气隔离和晶体管放大电路两部分,图1-32电力MOSFET的一种驱动电路,专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L,其输入信号电流幅值为16mA,输出最大脉冲电流为+2A和-3A,输出驱动电压+15V和-10V。,3 典型全控型器件的驱动电路,(2)IGBT的驱动,图1-33M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图,常用的有三菱公司的M579系列(如M57

7、962L和 M57959L)和富士公司的EXB系列(如EXB840、EXB841、EXB850和EXB851)。,多采用专用的混合集成驱动器。,二、电力电子器件器件的保护,1 过电压的产生及过电压保护2 过电流保护3 缓冲电路,1 过电压的产生及过电压保护,外因过电压:主要来自雷击和系统操作过程等外因操作过电压:由分闸、合闸等开关操作引起雷击过电压:由雷击引起内因过电压:主要来自电力电子装置内部器件的开关过程换相过电压:晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后,反向电流急剧减小,会由线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压:全控型器件关断时,正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出

8、的过电压。,电力电子装置可能的过电压外因过电压和内因过电压,1 过电压的产生及过电压保护,过电压保护措施,图1-34过电压抑制措施及配置位置F避雷器D变压器静电屏蔽层C静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RV压敏电阻过电压抑制器RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路RC4直流侧RC抑制电路RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路,电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种。其中RC3和RCD为抑制内因过电压的措施,属于缓冲电路范畴。,2 过电流保护,过电流过载和短路两种情况保护措施,同时采用几种过电流保护措施,提高可靠性和合理性。电子电

9、路作为第一保护措施,快熔仅作为短路时的部分 区段的保护,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。,图1-37过电流保护措施及配置位置,2 过电流保护,全保护: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。短路保护:快熔只在短路电流较大的区域起保护作用。对重要的且易发生短路的晶闸管设备,或全控型器件,需采用电子电路进行过电流保护。常在全控型器件的驱动电路中设置过电流保护环节,响应最快。,快熔对器件的保护方式:全保护和短路保护两种,3 缓冲电路,关断缓冲电路(du/dt抑制电路)吸收器件的关断过电压和换相过电压,抑制du/dt,减小关断损耗。

10、开通缓冲电路(di/dt抑制电路)抑制器件开通时的电流过冲和di/dt,减小器件的开通损耗。复合缓冲电路关断缓冲电路和开通缓冲电路的结合。按能量的去向分类法:耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路(无损吸收电路)。通常将缓冲电路专指关断缓冲电路,将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路。,缓冲电路(Snubber Circuit):又称吸收电路,抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt,减小器件的开关损耗。,3 缓冲电路,缓冲电路作用分析无缓冲电路:有缓冲电路:,图1-38di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形a)电路 b)波形,图1-39关断时的负载线,3 缓冲电路,充放电型RCD缓冲电路,适用于中等容量的场合。,图1-38di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形a)电路,其中RC缓冲电路主要用于小容量器件,而放电阻止型RCD缓冲电路用于中或大容量器件。,图1-40另外两种常用的缓冲电路RC吸收电路放电阻止型RCD吸收电路,

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 生活休闲 > 在线阅读


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号