触发与驱动保护电路

作者： 来源： 浏览次数：384 时间：2010-08-12 18:50:39

一、单结晶体管触发电路

晶闸管的触发电路是为了产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻

断转为导通。广义上讲，它还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路。触发电路产生的触发脉冲应具备以下条件。 (1)可为直流、交流或脉冲电压。 (2)应有足够的功率（触发电压和触发电流），但不超过门极电压、电流和功率定额。 (3)触发脉冲前沿尽可能陡，以实现精确的触发导通控制。当负载为电感性时，触发脉冲应有一定的宽度，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升到掣住电流以上，使之可靠导通。

(4)必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 (5)良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

(a)正弦波 (b)尖脉冲 (c)方脉冲 (d)强触发脉冲 (e)脉冲列

晶闸管触发电路的类型按组成器件分为单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成触发电路和计算机数字触发电路等。其中单结晶体管触发电路结构简单，调节方便，温度补偿性能好，输出脉冲前沿陡，抗干扰能力强，因此在小容墨的晶闸管装置中得到了广泛应用，一般由同步环节、移相环节、脉冲形成环节和功率放大输出环节组成。对于大容量晶闸管，一般采用晶体管或集成电路组成的触发电路，而计算机数字触发电路常用于控制精度要求较高的复杂系统中。 单结晶体管：

1．单结晶体管的结构

单结晶体管是在一块高电阻率的N型硅片两端，用欧姆接触方式引出第一基极b．和第二基极b2，bi与b2之间的电阻为N型硅片的体电阻，约为3～12kQ，在硅片靠近b2极掺入P型杂质，形成PN结，由P区引出发射极e。 2．单结晶体管型号

有BT33和BT35两种，其中B表示半导体，T表示特种管，第一个数字3表示有3个电极，第二个数字3（或5）表示耗散功率为300mW（或500mW）。用万用表来判别单结晶体管的好坏比较容易，可选择Rxlk电阻挡进行测量，若某个电极与另外两个电极的正向电阻小于反向电阻，则该电极为发射极e，接着测量另外两个电极的正反向电阻值应该相等。 3．工作原理

单结晶体管可看成有截止区、负阻区、饱和区三个区，其导通条件是发射极电压达到开启电压。 二、驱动电路

驱动电路是主电路与控制电路之间的接口，它使电力电子器件工作在较理想的开关状态，能缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全牲都有重要的意义。对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。驱动电路的基本任务是将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电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。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，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。

驱动电路包括电流驱动型和电压驱动型，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，如双列直插式集成电路及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。

1.电流型器件的驱动电路

以GTO为例，其开通控制与普通晶闸管相似，但对脉冲前沿的幅值和陡度要求高，且一般需在整个导通期间施加正门极电流，而关断则需施加负门极电流；GTO对其幅值和陡度的要求更高，关断后还应在门阴极施加约5V的负偏压以提高抗干扰能力

2.电压型器件的驱动

电压型器件的栅源间、栅射间有数微法的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小。其基本原理是，驱动电路为栅极电容提供充电电流使其开通，为栅极电容提供放电回路使其关断，为了提高开关频率，减小开通和关断时间，充电、放电电流不能太小。

MOSFET的驱动电路有直接驱动和隔离驱动（变压器隔离、光耦隔离）两种形式，MOSFET的变压器隔离、光耦隔离驱动电路，包括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，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。

MOSFET的开通驱动电压一般为I0～I5V，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（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L．其输入信号电流幅值为16mA，输出最大脉冲电流为+2A和-3A，输出驱动电压+15V和-IOV。

MOSFET的光耦隔离驱动电路，对IGBT驱动电路的基本要求是其要提供一定的正向和反向驱动电压，提供足够大的瞬时驱动电流，输入、输出延迟时间短，绝缘性能高，具有过电流保护等。IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器，常用的有三菱公司的M579系列（如M57962L和M57959L）和富士公司的EXB系列（如EXB840、EXB841、EXB850和EXB851）。这些驱动器内部一般具有退饱和检测和保护环节，当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT，并向外部电路给出故障信号。IGBT的开通驱动电压一般为15～20V，M57962L输出的正驱动电压均为+15V左右，负驱动电压为-IOV。 三、电力电子器件的保护 1.过电压保护

电力电子装置可能发生的过电压包括外因过电压和内因过电压两类，外因过电压主要来自雷击和在系统中由分闸、合闸等开关操作过程引起。内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，如： (1)换相过电压。由于晶闸管或者与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，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。

(2)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。

几种过电压保护措施及配置位置，其中有避雷器F、变压器静电屏蔽层D、静电感应过电压抑制电容C、阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RCi、阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RC2、压敏电阻过电压抑制器RV、阀器件换相过电压抑制用RC电路RC3、直流侧RC抑制电路RC4.阀器件关断过电压抑制用RCD电路RCD。电力电子装置可视具体情况只采用其中的几种，其中RC3和RCD为抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴。

相关推荐：plc培训 plc编程培训 变频器维修培训