1、電力電子的外圍電路第1頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1 電力電子器件驅動電路4.2 電力電子器件器件的保護第2頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.1 電力電子器件驅動電路概述驅動電路主電路與控制電路之間的接口將信息電子電路傳來的信號按控制目標的要求，轉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，又要提供關斷控制信號第3頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.1 電力電子器件驅動電路概述驅動電路還要提供控制電路與主電路之

2、間的電氣隔離環節，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圖1-25 光耦合器的類型及接法a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型第4頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.2 晶閘管的觸發電路作用：產生符合要求的門極觸發脈沖，保證晶閘管在需要的時刻由阻斷轉為導通廣義上講，還包括對其觸發時刻進行控制的相位控制電路晶閘管觸發電路應滿足下列要求：觸發脈沖的寬度應保證晶閘管可靠導通；觸發脈沖應有足夠的幅度；不超過門極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發區域之內；應有良好的抗干擾性能、溫度穩定性及與主電路的電氣隔離；第5頁，共16頁，2022

3、年，5月20日，17點57分，星期四4.1.2 晶閘管的觸發電路圖1-26理想的晶閘管觸發脈沖電流波形t1t2脈沖前沿上升時間（1s）t1t3強脈寬度IM強脈沖幅值（3IGT5IGT） t1t4脈沖寬度I脈沖平頂幅值（1.5IGT2IGT）第6頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.2 晶閘管的觸發電路V1、V2構成脈沖放大環節脈沖變壓器TM和附屬電路構成脈沖輸出環節V1、V2導通時，通過脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發脈沖VD1和R3是為了V1、V2由導通變為截止時脈沖變壓器TM釋放其儲存的能量而設 圖1-27 常見的晶閘管觸發電路第7頁，共16頁，202

4、2年，5月20日，17點57分，星期四4.1.3 典型全控型器件的驅動電路1. 電流驅動型器件的驅動電路GTOGTO的開通控制與普通晶閘管相似，但對脈沖前沿的幅值和陡度要求高，且一般需在整個導通期間施加正門極電流使GTO關斷需施加負門極電流，對其幅值和陡度的要求更高，關斷后還應在門陰極施加約5V的負偏壓以提高抗干擾能力圖1-28推薦的GTO門極電壓電流波形返回第8頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.3 典型全控型器件的驅動電路驅動電路通常包括開通驅動電路、關斷驅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直接耦合式驅動電路可避免電路內部的

5、相互干擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿，因此目前應用較廣，但其功耗大，效率較低第9頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.1.3 典型全控型器件的驅動電路典型的直接耦合式GTO驅動電路：二極管VD1和電容C1提供+5V電壓VD2、VD3、C2、C3構成倍壓整流電路提供+15V電壓VD4和電容C4提供-15V電壓V1開通時，輸出正強脈沖V2開通時輸出正脈沖平頂部分V2關斷而V3開通時輸出負脈沖V3關斷后R3和R4提供門極負偏壓圖1-29典型的直接耦合式GTO驅動電路第10頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2 電力電子器件器件的保護4.2.1 過

6、電壓的產生及過電壓保護4.2.2 過電流的產生及過電流保護4.2.3 緩沖電路（Snubber Circuit）第11頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2.1 過電壓的產生及過電壓保護電力電子裝置可能的過電壓外因過電壓和內因過電壓外因過電壓主要來自雷擊和系統中的操作過程等外因 (1) 操作過電壓：由分閘、合閘等開關操作引起 (2) 雷擊過電壓：由雷擊引起內因過電壓主要來自電力電子裝置內部器件的開關過程 (1) 換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯的二極管在換相結束后不能立刻恢復阻斷，因而有較大的反向電流流過，當恢復了阻斷能力時，該反向電流急劇減小，會由線路電感在器

7、件兩端感應出過電壓 (2) 關斷過電壓：全控型器件關斷時，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應出的過電壓第12頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2.1 過電壓的產生及過電壓保護過電壓保護措施 圖1-34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靜電感應過電壓抑制電容RC1閥側浪涌過電壓抑制用RC電路RC2閥側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RC抑制電路RCD閥器件關斷過電壓抑制用RCD電路第13頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2.2 過電流的產生及

8、過電流保護過電流過載和短路兩種情況 常用措施（圖1-37）圖1-37過電流保護措施及配置位置第14頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2.3 緩沖電路（Snubber Circuit）緩沖電路（吸收電路）：抑制器件的內因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關損耗關斷緩沖電路（du/dt抑制電路）吸收器件的關斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關斷損耗開通緩沖電路（di/dt抑制電路）抑制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗將關斷緩沖電路和開通緩沖電路結合在一起復合緩沖電路其他分類法：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斷緩沖電路，將開通緩沖電路叫做di/dt抑制電路返回第15頁，共16頁，2022年，5月20日，17點57分，星期四4.2.3 緩沖電路（Snubber Circuit）緩沖電路作用分析無緩沖電路：V開通時電流迅速上升，di/dt很大關斷時du/dt很大，并出現很高的過電壓有緩沖電路V開通時：Cs通過Rs向V放電，使i