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1、第1章电力电子器件第1页，此课件共41页哦1.5 1.5 其他新型其他新型 电力电子器件电力电子器件(自自学学)1.5.1 MOS1.5.1 MOS控制晶闸管控制晶闸管MCTMCT 1.5.2 1.5.2 静电感应晶体管静电感应晶体管SITSIT 1.5.3 1.5.3 静电感应晶闸管静电感应晶闸管SITHSITH 1.5.4 1.5.4 集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管IGCTIGCT 1.5.5 1.5.5 功率模块与功率集成电路功率模块与功率集成电路 注：以上内容自学，简单介绍注：以上内容自学，简单介绍1.5.51.5.5节节第2页，此课件共41页哦1.5.1 MOS1.5.1 MO
2、S控制晶闸管控制晶闸管MCTMCT MCTMCT（MOS MOS Controlled Controlled ThyristorThyristor）MOSFETMOSFET与与晶晶闸管的复合闸管的复合 MCTMCT结合了二者的优点结合了二者的优点：MOSFET的的高高输输入入阻阻抗抗、低低驱驱动动功功率率、快快速速的的开开关关过程过程 晶闸管的高电压大电流、低导通压降晶闸管的高电压大电流、低导通压降一一个个MCT器器件件由由数数以以万万计计的的MCT元元组组成成，每每个个元元的的组组成成为为：一一个个PNPN晶晶闸闸管管，一一个个控控制制该该晶晶闸闸管管开开通通的的MOSFET，和一个控制该晶
3、闸管关断的，和一个控制该晶闸管关断的MOSFETMCT曾曾一一度度被被认认为为是是一一种种最最有有发发展展前前途途的的电电力力电电子子器器件件。因因此此，20世世纪纪80年年代代以以来来一一度度成成为为研研究究的的热热点点。但但经经过过十十多多年年的的努努力力，其其关关键键技技术术问问题题没没有有大大的的突突破破，电电压压和和电电流流容容量量都都远远未未达达到到预预期期的的数数值值，未未能能投投入入实实际应用际应用 第3页，此课件共41页哦1.5.2 1.5.2 静电感应晶体管静电感应晶体管SITSITSITSIT（Static Static Induction Induction Trans
4、istorTransistor）19701970年年，结结型型场场效效应晶体管应晶体管小小功功率率SITSIT器器件件的的横横向向导导电电结结构构改改为为垂垂直直导导电电结结构构，即即可可制制成成大大功功率率的的SITSIT器器件件多多子子导导电电的的器器件件，工工作作频频率率与与电电力力MOSFETMOSFET相相当当，甚甚至至更更高高，功功率率容容量量更大，因而适用于高频大功率场合更大，因而适用于高频大功率场合在在雷雷达达通通信信设设备备、超超声声波波功功率率放放大大、脉脉冲冲功功率率放放大大和和高高频频感感应应加加热热等等领领域域获获得应用得应用缺点：缺点：栅极不加信号时导通，加负偏压时
5、关断，称为正常导通型器件，使用不太方便栅极不加信号时导通，加负偏压时关断，称为正常导通型器件，使用不太方便通通态态电电阻阻较较大大，通通态态损损耗耗也也大大，因因而而还还未未在在大大多多数数电电力力电电子子设设备备中中得得到到广广泛应用泛应用 第4页，此课件共41页哦1.5.3 1.5.3 静电感应晶闸管静电感应晶闸管SITHSITHSITH（Static Induction Thyristor）1972年，在SIT的漏极层上附加一层与漏极层导电类型不同的发射极层而得到，因其工作原理与SIT类似，门极和阳极电压均能通过电场控制阳极电流，因此SITH又被称为场控晶闸管（Field Control
6、led ThyristorFCT）比SIT多了一个具有少子注入功能的PN结，SITH是两种载流子导电的双极型器件，具有电导调制效应，通态压降低、通流能力强。其很多特性与GTO类似，但开关速度比GTO高得多，是大容量的快速器件SITH一般也是正常导通型，但也有正常关断型。此外，其制造工艺比GTO复杂得多，电流关断增益较小，因而其应用范围还有待拓展 第5页，此课件共41页哦1.5.4 1.5.4 集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管IGCTIGCTIGCTIGCT（Integrated Integrated Gate-Commutated Gate-Commutated ThyristorThyr
7、istor），也也称称GCTGCT（Gate-Gate-Commutated Commutated ThyristorThyristor），2020世世纪纪9090年年代代后后期期出出现现，结结合合了了IGBTIGBT与与GTOGTO的的优优点点，容容量量与与GTOGTO相相当当，开开关关速速度度快快1010倍倍，且且可可省省去去GTOGTO庞庞大大而而复复杂杂的的缓缓冲冲电电路路，只只不不过过所所需需的的驱动功率仍很大驱动功率仍很大目目前前正正在在与与IGBTIGBT等等新新型型器器件件激激烈烈竞竞争争，试试图图最终取代最终取代GTOGTO在大功率场合的位置在大功率场合的位置 第6页，此课件
8、共41页哦1.5.5 1.5.5 功率模块与功率集成电路功率模块与功率集成电路2020世世纪纪8080年年代代中中后后期期开开始始，模模块块化化趋趋势势，将将多多个个器器件件封封装装在一个模块中，称为在一个模块中，称为功率模块功率模块可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性对对工工作作频频率率高高的的电电路路，可可大大大大减减小小线线路路电电感感，从从而而简简化化对对保保护护和缓冲电路的要求和缓冲电路的要求将将器器件件与与逻逻辑辑、控控制制、保保护护、传传感感、检检测测、自自诊诊断断等等信信息息电电子子电电路路制制作作在在同同一一芯芯片片上上，称称为为功功率率集
9、集成成电电路路（Power Power Integrated CircuitPICIntegrated CircuitPIC）第7页，此课件共41页哦1.5.5 1.5.5 功率模块与功率集成电路功率模块与功率集成电路类似功率集成电路的还有许多名称，但实际上各有侧重类似功率集成电路的还有许多名称，但实际上各有侧重高高压压集集成成电电路路（High High Voltage Voltage ICHVICICHVIC）一一般般指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成智智能能功功率率集集成成电电路路（Smart Smart Power Power IC
10、SPICICSPIC）一一般指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成般指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成智智能能功功率率模模块块（Intelligent Intelligent Power Power ModuleModuleIPMIPM）则则专专指指IGBTIGBT及及其其辅辅助助器器件件与与其其保保护护和和驱驱动动电电路路 的的 单单 片片 集集 成成，也也 称称 智智 能能 IGBTIGBT（Intelligent Intelligent IGBTIGBT）第8页，此课件共41页哦1.5.5 1.5.5 功率模块与功率集成电路功率模块与功率集成电路功功率率集集成成电电路路的
11、的主主要要技技术术难难点点：高高低低压压电电路路之之间的间的绝缘问题绝缘问题以及以及温升和散热温升和散热的处理的处理以以前前功功率率集集成成电电路路的的开开发发和和研研究究主主要要在在中中小小功功率应用率应用场合场合智智能能功功率率模模块块在在一一定定程程度度上上回回避避了了上上述述两两个个难难点点,最近几年获得了迅速发展最近几年获得了迅速发展功功率率集集成成电电路路实实现现了了电电能能和和信信息息的的集集成成，成成为为机电一体化的理想接口机电一体化的理想接口 第9页，此课件共41页哦1.6 1.6 电力电子器件器件的驱动电力电子器件器件的驱动 1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述
12、电力电子器件驱动电路概述 1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路 1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路第10页，此课件共41页哦1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述驱动电路驱动电路主电路与控制电路之间的接口主电路与控制电路之间的接口使使电电力力电电子子器器件件工工作作在在较较理理想想的的开开关关状状态态，缩缩短短开开关关时时间间，减减小小开关损耗，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对对器器件件或或整整个个装装置置的的一一些些保保护护措措施
13、施也也往往往往设设在在驱驱动动电电路路中中，或或通通过过驱驱动动电路实现电路实现驱动电路的基本任务：驱动电路的基本任务：将将信信息息电电子子电电路路传传来来的的信信号号按按控控制制目目标标的的要要求求，转转换换为为加加在在电电力力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号 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 第11页，此课件共41页哦1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件
14、驱动电路概述驱驱动动电电路路还还要要提提供供控控制制电电路路与与主主电电路路之之间间的的电电气气隔隔离离环环节节，一般采用一般采用光隔离或磁隔离光隔离或磁隔离 光隔离一般采用光耦合器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磁隔离的元件通常是脉冲变压器图图1-25 光耦合器的类型及接法光耦合器的类型及接法a)普通型普通型 b)高速型高速型 c)高传输比型高传输比型 第12页，此课件共41页哦1.6.1 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述电力电子器件驱动电路概述电流驱动型和电压驱动型电流驱动型和电压驱动型具具体体形形式式可可为为分分立立元元件件的的，但但目目前前的的趋趋势势是是采采用
15、用专专用用集成驱动电路集成驱动电路 双双列列直直插插式式集集成成电电路路及及将将光光耦耦隔隔离离电电路路也也集集成成在在内的混合集成电路内的混合集成电路 为为达达到到参参数数最最佳佳配配合合，首首选选所所用用器器件件生生产产厂厂家家专专门开发的集成驱动电路门开发的集成驱动电路 第13页，此课件共41页哦1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路作作用用：产产生生符符合合要要求求的的门门极极触触发发脉脉冲冲，保保证证晶晶闸闸管在需要的时刻由阻断转为导通管在需要的时刻由阻断转为导通广广义义上上讲讲，还还包包括括对对其其触触发发时时刻刻进进行行控控制制的的相相位位控制电路控制电路晶闸管
16、触发电路应满足下列要求：晶闸管触发电路应满足下列要求：触触发发脉脉冲冲的的宽宽度度应应保保证证晶晶闸闸管管可可靠靠导导通通（结结合合擎擎住住电电流流的概念）的概念）触发脉冲应有足够的触发脉冲应有足够的幅度幅度不不超超过过门门极极电电压压、电电流流和和功功率率定定额额，且且在在可可靠靠触触发发区区域之内域之内应应有有良良好好的的抗抗干干扰扰性性能能、温温度度稳稳定定性性及及与与主主电电路路的的电电气隔离气隔离 第14页，此课件共41页哦1.6.2 1.6.2 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路V V1 1、V V2 2构成脉冲放大环节构成脉冲放大环节脉冲变压器脉冲变压器TMTM和附属电路构成脉冲输
17、出环节和附属电路构成脉冲输出环节VV1 1、V V2 2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冲VDVD1 1和和R R3 3是为了是为了V V1 1、V V2 2由导通变为截止时脉冲变压器由导通变为截止时脉冲变压器TMTM释放其储释放其储存的能量而设存的能量而设图图1-26理想的晶闸管触发脉冲电流波形理想的晶闸管触发脉冲电流波形t1t2脉冲前沿上升时间（脉冲前沿上升时间（1 s）t1t3强脉宽度强脉宽度IM强脉冲幅值（强脉冲幅值（3IGT5IGT）t1t4脉冲宽度脉冲宽度I脉冲平顶幅值（脉冲平顶幅值（1.5IGT2I
18、GT）图图1-27 常见的常见的晶闸管触发电路晶闸管触发电路 第15页，此课件共41页哦1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路2.2.电压驱动型器件的驱动电路电压驱动型器件的驱动电路栅栅源源间间、栅栅射射间间有有数数千千皮皮法法的的电电容容，为为快快速速建建立立驱驱动动电压，要求驱动电路输出电阻小电压，要求驱动电路输出电阻小使使MOSFETMOSFET开开通通的的驱驱动动电电压压一一般般1015V1015V，使使IGBTIGBT开通的驱动电压一般开通的驱动电压一般15 20V15 20V关关断断时时施施加加一一定定幅幅值值的的负负驱驱动动电电压压（一一般般取取
19、 -5-5 -15V15V）有利于减小关断时间和关断损耗）有利于减小关断时间和关断损耗在在栅栅极极串串入入一一只只低低值值电电阻阻（数数十十欧欧左左右右）可可以以减减小小寄寄生生振振荡荡，该该电电阻阻阻阻值值应应随随被被驱驱动动器器件件电电流流额额定定值值的的增增大而减小大而减小 第16页，此课件共41页哦1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路电力MOSFET的一种驱动电路：电气隔离和晶体管放大电路两部分无输入信号时高速放大器A输出负电平,V3导通输出负驱动电压当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压三菱公司的M57918L，其输入信号电流幅值为16
20、mA，输出最大脉冲电流为+2A和-3A，输出驱动电压+15V和-10V。图图1-32 电力电力MOSFET的的一种驱动电路一种驱动电路 第17页，此课件共41页哦1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路 IGBTIGBT的驱动：的驱动：多采用专用的混合集成驱动器 图图1-33M57962L型型IGBT驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图 第18页，此课件共41页哦1.6.3 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路典型全控型器件的驱动电路常常用用的的有有三三菱菱公公司司的的M579M579系系列列（如如M57962LM57962L和和M57959LM57959L
21、）和和富富士士公公司司的的EXBEXB系系列列（如如EXB840EXB840、EXB841EXB841、EXB850EXB850和和EXB851EXB851）内内部部具具有有退退饱饱和和检检测测和和保保护护环环节节，当当发发生生过过电电流流时时能能快快速速响响应应但但慢慢速速关关断断IGBTIGBT，并并向向外外部部电电路给出故障信号路给出故障信号M57962LM57962L输输出出的的正正驱驱动动电电压压均均为为+15V+15V左左右右，负驱动电压为负驱动电压为-10V-10V。第19页，此课件共41页哦1.7 1.7 电力电子器件器件的保护电力电子器件器件的保护 1.7.1 1.7.1 过
22、电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护 1.7.2 1.7.2 过电流保护过电流保护 1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（Snubber CircuitSnubber Circuit）第20页，此课件共41页哦1.7 1.7 电力电子器件器件的保护电力电子器件器件的保护1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护 电力电子装置可能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外因过电压和内因过电压外因过电压外因过电压主要来自主要来自雷击雷击和系统中的和系统中的操作过程操作过程等外因：等外因：(1)(1)操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起操
23、作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起 (2)(2)雷击过电压：由雷击引起雷击过电压：由雷击引起 内因过电压内因过电压主要来自装置主要来自装置内部器件的开关过程内部器件的开关过程：(1)(1)换换相相过过电电压压：晶晶闸闸管管或或与与全全控控型型器器件件反反并并联联的的二二极极管管在在换换相相结结束束后后不不能能立立刻刻恢恢复复阻阻断断，因因而而有有较较大大的的反反向向电电流流流流过过，当当恢恢复复了了阻阻断断能能力力时时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压 (2)(2)关关断断过过电电压压：全全控控型型器器件件关关断断时
24、时，正正向向电电流流迅迅速速降降低低而而由由线线路路电电感感在在器器件两端感应出的过电压件两端感应出的过电压 第21页，此课件共41页哦1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护过电压保护措施过电压保护措施 图图1-34过电压抑制措施及配置位置过电压抑制措施及配置位置F避雷器避雷器D变压器静电屏蔽层变压器静电屏蔽层C静电感应过电压抑制电容静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用阀侧浪涌过电压抑制用RC电路电路RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路电路RV压敏电阻过电压抑制器压敏电阻过电压抑制器RC3阀器件换相过电压抑制用
25、阀器件换相过电压抑制用RC电路电路RC4直流侧直流侧RC抑制电路抑制电路RCD阀器件关断过电压抑制用阀器件关断过电压抑制用RCD电路电路电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种 其中其中RC3和和RCD为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电 路范畴路范畴 返回返回 第22页，此课件共41页哦1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护外外因因过过电电压压抑抑制制措措施施中中，RCRC过过电电压压抑抑制制电电路路最最为为常常见见，典典型型联联结结方方式式见见图图1-351-35RCRC过过电电压压抑
26、抑制制电电路路可可接接于于供供电电变变压压器器的的两两侧侧（供供电电网网一一侧侧称称网网侧侧，电力电子电路一侧称阀侧），或电力电子电路的直流侧电力电子电路一侧称阀侧），或电力电子电路的直流侧图图1-35RC过电压抑制电路联结方式过电压抑制电路联结方式 a)单相单相b)三相三相 第23页，此课件共41页哦1.7.1 1.7.1 过电压的产生及过电压保护过电压的产生及过电压保护大容量电力电子装置可采用反向阻断式大容量电力电子装置可采用反向阻断式RCRC电路电路图图1-36反向阻断式过电压抑制用反向阻断式过电压抑制用RC电路电路保护电路参数计算可参考相关工程手册保护电路参数计算可参考相关工程手册其其
27、他他措措施施：用用雪雪崩崩二二极极管管、金金属属氧氧化化物物压压敏敏电电阻阻、硒硒堆堆和和转转折折二二极管（极管（BODBOD）等非线性元器件限制或吸收过电压）等非线性元器件限制或吸收过电压 第24页，此课件共41页哦1.7.2 1.7.2 过电流保护过电流保护过电流过电流过载和短路两种情况，常用措施（图过载和短路两种情况，常用措施（图1-371-37）快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性电电子子电电路路作作为为第第一一保保护护措措施施，快快熔熔仅仅作作为为短
28、短路路时时的的部部分分区区段段的的保保护护，直直流流快快速速断断路路器器整整定定在在电电子子电电路路动动作作之之后后实实现现保保护护，过过电电流流继继电电器器整整定定在过载时动作在过载时动作图图1-37过电流保护措施及配置位置过电流保护措施及配置位置 第25页，此课件共41页哦1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（Snubber CircuitSnubber Circuit）缓冲电路作用分析缓冲电路作用分析无无缓缓冲冲电电路路：d di i/d/dt t、d du u/d/dt t很大很大有缓冲电路：有缓冲电路：V V开开通通时时：C Cs s通通过过R Rs s向向V V放放电电，使使
29、i iC C先先上上一一个个台台阶阶，以以后后因因有有L Li i，i iC C上升速度减慢上升速度减慢V V关关断断时时：负负载载电电流流通通过过VDVDs s向向C Cs s分分流流，减减轻轻了了V V的的 负负 担担，抑抑 制制 了了d du u/d/dt t和过电压和过电压图图1-38di/dt抑制电路和充放电型抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形缓冲电路及波形a)电路电路 b)波形波形 第26页，此课件共41页哦1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（Snubber CircuitSnubber Circuit）关断时的负载曲线关断时的负载曲线无缓冲电路时：u uCECE迅速升
30、，L感应电压使VD通，负载线从A移到B，之后i iC C才下降到漏电流的大小，负载线随之移到C有缓冲电路时：Cs分流使i iC C在u uCECE开始上升时就下降，负载线经过D到达C负载线ADC安全，且经过的都是小电流或小电压区域，关断损耗大大降低 图图1-39关断时的负载线关断时的负载线 第27页，此课件共41页哦1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（Snubber CircuitSnubber Circuit）充放电型充放电型RCDRCD缓冲电路，适用于中等容量的场合缓冲电路，适用于中等容量的场合 图图1-401-40示示出出另另两两种种，其其中中RCRC缓缓冲冲电电路路主主要要用用
31、于于小小容容量量器器件件，而而放放电电阻阻止止型型RCDRCD缓冲电路用于中或大容量器件缓冲电路用于中或大容量器件 图图1-40另外两种常用的缓冲电路另外两种常用的缓冲电路a)RC吸收电路吸收电路b)放电阻止型放电阻止型RCD吸收电路吸收电路 第28页，此课件共41页哦1.7.3 1.7.3 缓冲电路（缓冲电路（Snubber CircuitSnubber Circuit）缓冲电路中的元件选取及其他注意事项：缓冲电路中的元件选取及其他注意事项：C Cs s和和R Rs s的取值可实验确定或参考工程手册的取值可实验确定或参考工程手册VDVDs s必必须须选选用用快快恢恢复复二二极极管管，额额定定
32、电电流流不不小小于于主主电电路器件的路器件的1/101/10尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容尽量减小线路电感，且选用内部电感小的吸收电容中中小小容容量量场场合合，若若线线路路电电感感较较小小，可可只只在在直直流流侧侧设设一个一个d du u/d/dt t抑制电路抑制电路 对对IGBTIGBT甚至可以仅并联一个吸收电容甚至可以仅并联一个吸收电容晶晶闸闸管管在在实实用用中中一一般般只只承承受受换换相相过过电电压压，没没有有关关断断过过电电压压，关关断断时时也也没没有有较较大大的的d du u/d/dt t，一一般般采采用用RCRC吸收电路即可吸收电路即可 第29页，此课件共41页哦1.
33、8 1.8 电力电子器件器件的串联和并联使用电力电子器件器件的串联和并联使用 1.8.1 晶闸管的串联晶闸管的串联 1.8.2 1.8.2 晶闸管的并联晶闸管的并联 1.8.3 1.8.3 电力电力MOSFETMOSFET和和IGBTIGBT并联运行的特点并联运行的特点第30页，此课件共41页哦1.8.1 1.8.1 晶闸管的串联晶闸管的串联目的：目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联问问题题：理理想想串串联联希希望望器器件件分分压压相相等等，但但因因特特性性差差异异，使器件电压分配不均匀使器件电压分配不均匀静静态态不不均均压压：串串联联的的器器件件流流
34、过过的的漏漏电电流流相相同同，但但因因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等静态伏安特性的分散性，各器件分压不等承承受受电电压压高高的的器器件件首首先先达达到到转转折折电电压压而而导导通通，使使另另一个器件承担全部电压也导通，失去控制作用一个器件承担全部电压也导通，失去控制作用反反向向时时，可可能能使使其其中中一一个个器器件件先先反反向向击击穿穿，另另一一个个随之击穿随之击穿 1.8 1.8 电力电子器件器件的串联和并联使用电力电子器件器件的串联和并联使用第31页，此课件共41页哦1.8.1 1.8.1 晶闸管的串联晶闸管的串联静态均压措施：静态均压措施：选用参数和特性尽量一致的器件选用参数和特
35、性尽量一致的器件采用电阻均压，采用电阻均压，R Rp p的阻值应比器件阻断时的正、反向电阻小得多的阻值应比器件阻断时的正、反向电阻小得多图图1-41晶闸管的串联晶闸管的串联a)伏安特性差异伏安特性差异b)串联均压措施串联均压措施 第32页，此课件共41页哦1.8.1 1.8.1 晶闸管的串联晶闸管的串联动态均压措施动态均压措施动态不均压动态不均压由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压动态均压措施：动态均压措施：选择动态参数和特性尽量一致的器件选择动态参数和特性尽量一致的器件用用RCRC并联支路作动态均压并联支路作动态均压采采用用门门极极强强脉脉冲冲触触
36、发发可可以以显显著著减减小小器器件件开开通通时时间间上上的差异的差异 第33页，此课件共41页哦1.8.2 1.8.2 晶闸管的并联晶闸管的并联目的：目的：多个器件并联来承担较大的电流多个器件并联来承担较大的电流问问题题：会会分分别别因因静静态态和和动动态态特特性性参参数数的的差差异异而而电电流分配不均匀流分配不均匀 均流措施均流措施挑选特性参数尽量一致的器件挑选特性参数尽量一致的器件采用均流电抗器采用均流电抗器用门极强脉冲触发也有助于动态均流用门极强脉冲触发也有助于动态均流当当需需要要同同时时串串联联和和并并联联晶晶闸闸管管时时，通通常常采采用用先先串串后后并并的方法联接的方法联接 第34页
37、，此课件共41页哦1.8.3 1.8.3 电力电力MOSFETMOSFET和和IGBTIGBT并联运行的特点并联运行的特点电力电力MOSFETMOSFET并联运行的特点：并联运行的特点：R Ronon具具有有正正温温度度系系数数，具具有有电电流流自自动动均均衡衡的的能能力力，容容易并联易并联注意选用注意选用R Ronon、U UT T、GGfsfs和和C Cississ尽量相近的器件并联尽量相近的器件并联电路走线和布局应尽量对称电路走线和布局应尽量对称可在源极电路中串入小电感可在源极电路中串入小电感,起到均流电抗器的作用起到均流电抗器的作用 IGBTIGBT并联运行的特点：并联运行的特点：在在
38、1/21/2或或1/31/3额额定定电电流流以以下下的的区区段段，通通态态压压降降具具有有负的温度系数负的温度系数在以上的区段则具有正温度系数在以上的区段则具有正温度系数并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联 第35页，此课件共41页哦本章小结本章小结 当前的格局当前的格局:IGBT为主体，第四代产品，制造水平2.5kV/1.8kA，兆瓦以下首选。不断发展，与IGCT等新器件激烈竞争，试图在兆瓦以上取代GTOGTO：兆瓦以上首选，制造水平6kV/6kA光控晶闸管：功率更大场合，8kV/3.5kA，装置最高达300MVA，容量最大电力MOSFET
39、：长足进步，中小功率领域特别是低压，地位牢固 第36页，此课件共41页哦图图1-20 1-20 电力电力MOSFETMOSFET的转移特性和输出特性的转移特性和输出特性转移特性输出特性 返回返回 第37页，此课件共41页哦图图1-321-32电力电力MOSFETMOSFET的一种驱动电路的一种驱动电路 返回返回 第38页，此课件共41页哦图图1-331-33M57962LM57962L型型IGBTIGBT驱动器的原理和接线图驱动器的原理和接线图 返回返回 第39页，此课件共41页哦图图1-341-34过电压抑制措施及配置位置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 返回返回 第40页，此课件共41页哦图图1-381-38di/dtdi/dt抑制电路和充放电型抑制电路和充放电型RCDRCD缓冲缓冲电路及波形电路及波形电路 波形 返回返回 第41页，此课件共41页哦