学习情境二+电力电子器件及其驱动保护
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湖南省技工学校理论教学教案教师姓名:注:教案首页,教案用纸由学校另行准备湖南省劳动厅编制益阳高级技工学校(2) GTR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关断GTR时,施加一定的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。
电压驱动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动电压一般10~15V,使IGBT开通的驱动电压一般15 ~ 20V。
关断时施加一定幅值的负驱动电压(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) IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。
益阳高级技工学校三、电力电子器件器件的保护1 过电压的产生及过电压保护电力电子装置可能的过电压——外因过电压和内因过电压外因过电压: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的过电压。
过电压保护措施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,益阳高级技工学校益阳高级技工学校。
电力电子器件与驱动保护电路电力电子器件与驱动保护电路第一节功率二极管一、常用功率二极管的分类1. 普通二极管(General Purpose Diode)又称整流二极管(Rectifier Diode),多用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路中。
其反向恢复时间较长,一般在5μs以上,这在开关频率不高时并不重要。
正向电流定额和反向电压定额可以达到很高,分别可达数千安和数千伏以上。
2. 快恢复二极管(Fast Recovery Diode——FRD)恢复过程很短特别是反向恢复过程很短(5μs以下)的二极管,也简称快速二极管,工艺上多采用了掺金措施。
适用于中等电压和电流范围,多用作高频开关使用。
3. 肖特基二极管(Schottky Barrier Diode——SBD)以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管,简称为肖特基二极管。
它具有低导通电压和极短的开关时间。
但反向漏电流大和阻断电压低是其缺点,主要用于高频、低压的场合。
二、功率二极管的特性1、静态伏安特性当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压UTO),正向电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。
与正向电流IF对应的电力二极管两端的电压UF即为其正向电压降。
当电力二极管承受反向电压时,只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。
2、快速二极管的动态特性(软恢复)因结电容的存在,开与关状态之间的转换必然有一个过渡过程,此过程中的电压——电流特性是随时间变化的。
开关特性反映通态和断态之间的转换过程。
关断过程:(图a)须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力,进入截止状态。
在关断 1Ib)Ua)RP之前有较大的反向电流出现,并伴随有明显的反向电压过冲。
tF时刻加反向电压,正向电流开始下降,下降速率由反向电压大小和电路电感决定,管压降由于电导调制效应基本不变,直至正向电流降为零的时刻t0。
此时由于PN结两侧空间电荷区的电荷储存效应而不能恢复阻断,外加电压抽取电荷形成较大反向电流,在空间电荷区附近电荷即将抽尽时管压降变负,于是开始抽取离空间电荷区较远的电荷,因而在管压降极性改变后不久的t1 时刻反向电流开始从最大值下降,空间电荷区展宽,二极管开始重新恢复反向阻断能力。