1.5电力电子器件的驱动

1.5.1 晶闸管的驱动电路——强触发
（1）在输入信号为低电平
时，30V电源通过R为C充
电，稳态30V，VD1不通。
（2）输入信号为1时，C
实例电路图
通过变压器，V放电，信 号经过变压器耦合到次级，
P24图1-21
并且电流较大。
（3)当电容放电电压低于 12V后，VD1导通，初级 电流逐渐减少（电压低了） 趋于稳定（达到稳态）， 则IG减少；
2、随后IG下降到一个较小的数值并维持到脉冲结束，这样有利于减少门极及
驱动电路的功耗。 3、触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特 性的可靠触发区域之内。 4、由于晶闸管的阴极与强电回路连接，电压很高，而驱动电路为电压很低的 电2子020/8线/15 路，一般要将两者进行电气隔离，通常采用脉冲变压器或光电耦合器4 。
③ 脉冲要有一定的宽度，对于 开通正脉冲，其持续时间要 为GTO开通时间的数倍以上， 如果负载为电感性，开通正 脉冲的持续时间要大于阳极 电202流0/8/15建立的时间。
GTO的驱动波形
t
6
1.5.2 GTO的驱动电路——要求
iG
对触发电流的波形的要求：
④ 关断门极电流的上升沿要陡，
一般要求关断门极电流的上
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1.5.1 晶闸管的驱动电路——强触发
阳极A
I
M
I
门极G 阴极K
电电电电
tt
t
t
12
3
4
希望触发电流(控制其开通)IG有以下特点： 0、晶闸管从门极得到正电压到真正进入导通状态需要一定的时间，这一时间称为开通
时间tgt，门极控制电压作用的时间不应小于tgt。
1、脉冲前沿陡峭，并且脉冲刚开始的一段时间有较大的幅度，这样有利于晶闸 管的快速开通(普通应用也可以不要求强触发)；
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1.5.3 GTR的驱动电路——驱动电路
驱动电路举例1
VT截止，GTR基极为负电位，保证可 靠截止；
当输入控制信号为低时，VT饱和导通， GTR基极为两个电源经过电阻分压以后 的电位，可以为正，令GTR饱和导通；
当输入控制信号为高时，VT截止，
负电源可在GTR基极形成负电位，产生 反向电流，加速其关断。关断后 GTR 基极为负电位，保证可靠截止；
缺点：GTR开通过程中，正向偏置电压 恒定，无法避免过饱和。
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1.5.3 GTR的驱动电路——驱动电路
驱动电路举例2
稳态：
u=0时， VT1饱和导通，VT2导通， GTR基极为高，GTR导通，电容 被充电，稳态时，电容上电压左 正右负；
u=1时， VT1截止，VT2截止，电 容通过VT3发射极、R3、-VEE 放 电，GTR截止，稳态时，电容上 电压左负右正；
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放大区 i
b3
i
b2
i
b1
i <i <i
b1 b2 b3
截止区 U
ce
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1.5.3 GTR的驱动电路——要求
对GTR驱动的要求：
③ 关断GTR的过程中应提供反向基极电流，抽取器件内部 的载流子，使GTR快速关断。
④ 当GTR处于阻断状态时最好在其基极-发射极之间加一定的 反向电压，增加GTR的阻断能力和防止误导通。
电流方向：电源正极，电阻， V1门极，阴极，V2，电源负 GTO 极。电阻限制电流，决定正脉 冲的幅度。
关断：仅仅关断V1和V2不行，必须有反向电流流通的电路。 触发晶闸管VT1、VT2导通，给门极和阴极间加上反向电压， 门极形成反向电流。电流方向：电源正极，VT2，GTO阴极、
GTO门极、电感、VT1，电源负极。其中电感的作用是限制电流的 上升率（VT1和VT2的保护）。
1.5 电力电子器件的驱动
1 1.5.1 晶闸管驱动电路 2 1.5.2 GTO驱动电路 3 1.5.3 GTR驱动电路 4 1.5.4 场控器件的驱动电路
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电力电子器件驱动电路概述
■驱动电路 ◆是电力电子主电路与控制电路之间的接口。晶闸管的驱动电路 常称为触发电路.
■驱动电路的基本任务 ◆按控制目标的要求给器件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。 ◆驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节，一 般采用光隔离或磁隔离。
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1.5.3 GTR的驱动电路——要求
对GTR驱动的要求：
① 在的使幅度GT要R从足阻够断大转，为以导使通得过GT程R中尽，快导IB Ic 通并进入饱和状态，这样可以减少 GTR的开通损耗。
② GTR导通后，必须有一定的基极 电流来维持，这个电流必须GTR 工作在饱和状态，但又不能过大 使GTR进入深度饱和，以免增加 关断GTR的难度，同时基极电流 过大也会使GTR的基极功耗增加， O 这同样是应该避免的。
0
升率为10—50A/μs。
⑤ 关断门极电流脉冲要有一定 的幅度，该幅度与欲关断的 阳极电流的大小和关断增益 βOFF有关。
⑥ 关断脉冲要有一定的宽度， 从而保证可靠关断
GTO的驱动波形
t
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1.5.2 GTO的驱动电路——驱动电路实例
单
电
V1
VT2
源+
驱 动
E
电
—
V2
路
VT1
开通：晶闸管V1，V2导通， 电源供给GTO门极正向电流，
ID
IC E
R
R1
R
Uin
E
R1
R
E
R1
图 光耦合器的类型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型
Uout
a) 2020/8/15
b)
c)
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电力电子器件驱动电路概述
■驱动电路的分类 ◆按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共 端之间信号的性质，可以将电力电子器件分为电 流驱动型和电压驱动型两类。 ◆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(有的将光耦隔离电 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。
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（4)输入信号变0以后，或 者变压器初级电流稳定以 后， IG消失；
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1.5.2 GTO的驱动电路——要求
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iG
对触发电流的波形的要求：
① 开通时门极电流的上升率尽可能
陡，一般取门极电流上升率为
5—10A/μs。
0
② 开通门极电流要具有一定的幅
度，刚开始的强触发阶段要求
门极电流IG为门极直流额定触 发电流IGM的3—10倍，也是为 了缩短开通时间。