电力电子学陈坚第七章

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1、电力电子学—电力电子变换和控制技术（第三版）陈坚编著华中科技大学1第7章辅助元器件和系统第七章辅助元器件和系统7.1触发、驱动器7.2过电流保护和过电压保护7.3开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4缓冲器7.5电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6滤波器7.7散热系统7.8控制系统和辅助电源2第7章辅助元器件和系统电力电子变换器中，周期性地改变开关的通、断状态，可实现DC/DC、DC/AC、AC/DC、AC/AC电力变换和控制。电力电子变换器中除开关电路外，还必须有一些辅助元器件和系统，如触发

2、驱动器、过流过压保护系统、缓冲器、电感、电容、变压器、滤波器、散热系统、辅助电源、控制系统等。本章介绍这些辅助元器件和系统7.0辅助元器件和系统3第7章辅助元器件和系统电力电子变换器系统框图示例4第7章辅助元器件和系统第七章辅助元器件和系统7.1触发、驱动器7.2过电流保护和过电压保护7.3开关器件的开通、关断过程与安全工作区7.4缓冲器7.5电感（电抗器）、方波变压器和脉冲变压器7.6滤波器7.7散热系统7.8控制系统和辅助电源5第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR的触发驱动器GTO的触发驱动器BJT的驱

3、动器P-MOSFET、IGBT的驱动器7.1触发、驱动器触发控制器从控制系统接收控制信号，经过处理后输出触发驱动电压(电流)，开通或关断元器件，不同的开关器件，不同的应用情况，要求不同的触发驱动器，已有各类开关元器件的触发驱动器可供选用。6第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR的触发驱动器GTO的触发驱动器BJT的驱动器P-MOSFET、IGBT的驱动器7第7章辅助元器件和系统有隔离变压器的SCR触发驱动器SCR只要求有脉冲电流触发其开通，脉冲电流Ig上升沿要陡，强触发数值要足够大（脉冲足以使SCR立即开通）

4、8第7章辅助元器件和系统有隔离变压器的SCR驱动器SCR只要求有脉冲电流触发其开通，脉冲电流Ig上升沿要陡，强触发数值要足够大（脉冲足以使SCR立即开通）晶闸管SCR触发驱动器9第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR触发驱动器由发光二极管LED和光控晶闸管LAT组成光电耦合隔离较变压器隔离电磁干扰小，但光控晶闸管LAT必须能承受电路的高压快速光耦响应时间可小于1.5μs高压电力系统、直流输电等用的SCR触发器大都采用光纤电缆传送驱动信号10第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR的触发驱动器GTO的触发驱动器BJT

5、的驱动器P-MOSFET、IGBT的驱动器11第7章辅助元器件和系统GTO的触发驱动器GTO要求有正值门极脉冲电流+Ig触发其开通，负值脉冲电流-Ig使其关断MOS管M1、M2接收从控制系统输入的高频互补式方波电压后，向GTO输出+Ig触发其开通，并使C充电。要关断已处于通态的GTO（M1、M2已无输入信号）时，需触发开通SCR，C放电形成-Ig，关断GTO12第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR的触发驱动器GTO的触发驱动器BJT的驱动器P-MOSFET、IGBT的驱动器13第7章辅助元器件和系统BJT理

6、想驱动条件及理想波形BJT的驱动器基极驱动电流的波形：晶体管开通的瞬间，驱动电流应有足够陡的前沿和比稳态驱动电流大得多的前沿峰值电流，以保证晶体管迅速进入饱和状态；基极电流的稳态值：应使晶体管处于饱和或临界饱和状态，以降低通态损耗；驱动电流后沿加一个较大的负电流：以保证迅速地将晶体管b-e之间的结间存储电荷抽出，加快关断过程，降低开关损耗，并有利于提高开关频率。基极驱动电路必须隔离，响应快，波形不失真。有过流或晶体管进入放大区工作的保护功能。14第7章辅助元器件和系统BJT的驱动器及驱动波形BJT要求有正

7、值基极电流+IB强触发开通，并要求有持续的较小的驱动电流，保持其通态。最好有-IB使其关断时间缩短，有较小的负基极电流维持其可靠的断态与R并联的C提供了强触发+IG输入端P为低电平时，TR1通，TR2通，有+iG驱动BJT输入端为高电平时，TR1断，TR3通，C经TR3放电，形成BJT关断所需的-iB15第7章辅助元器件和系统P点有输入信号时，反相器输出VB=0，光耦驱动器TL1导通使A点为高电位，经R1使T1导通，为BJT提供+IB当P点无输入信号时，VP=0，光耦驱动LT2导通，使A点为低电位，T2导

8、通，C经T2、R2放电，为BJT提供关断电流-IB有光耦隔离的BJT的驱动器16第7章辅助元器件和系统BJT的其他驱动电路17第7章辅助元器件和系统晶闸管SCR的触发驱动器GTO的触发驱动器BJT的驱动器P-MOSFET、IGBT的驱动器18第7章辅助元器件和系统基于大脉冲电流TTL驱动器一般选取正UGE=12~15V，关断过程中，为尽快使栅极输入电容放完电，并将P-MOSFET或IGBT置于反偏的最大安全工作区，应施加一负偏