电流型自关断器件的驱动

根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的信号的性质，将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型。2.3电流型自关断器件的驱动1.电流驱动型器件的驱动电路（GTO、GTR）

GTO的开通控制：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；关断：施加负门极电流，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。

推荐的GTO门极电压电流波形2.GTO驱动电路通常包括三部分：开通电路、关断电路和门极反偏电路典型GTO驱动电路的解释：二极管VD1和电容C1提供+5V电压VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V电压。VD4和电容C4提供-15V电压V1开通时，输出正强脉冲V2开通时输出正脉冲平顶部分V2关断而V3开通时输出负脉冲V3关断后R3和R4提供门极负偏压

3.GTR驱动电路GTR的一种驱动电路贝克钳位电路(抗饱和电路)栅源间、栅射间有数千皮法（PF)的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小；开通的驱动电压应达一定值：MOSFET10~15V，IGBT15~20V；关断时施加一定幅值的负驱动电压-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。2.4电压型自关断器件的驱动电力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

电力MOSFET的一种驱动电路

IGBT的驱动对驱动电路的要求1、充分陡的脉冲上升和下降沿

开通时使IGBT快速开通，减小开通损耗

关断时使IGBT快速关断，缩短关断时间，减小关断损耗2、足够大的驱动功率

导通时，使IGBT功率输出级总处于饱和状态

瞬时过载时，栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。3、合适的正向驱动电压UCE

一般可取（1±10%）×15V4、合适的反偏电压

一般为-2～-10V

IGBT的驱动对驱动电路的要求5、驱动电路最好与控制电路在电位上隔离

要求：6、应根据IGBT的电流容量和电压额定值及开关频率的不同，选择合适的RG阻值

IGBT的驱动-多采用专用的混合集成驱动器M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图优点：大大简化了IGBT的驱动电路设计，且将保护与驱动集成于一体。不仅减小了控制电路的体积，而且提高了系统的抗干扰性和可靠性。2.5自关断器件的保护1.缓冲电路缓冲电路（吸收电路）作用抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流di/dt，减小器件的开关损耗。缓冲电路关断缓冲电路（du/dt抑制电路）用于吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗开通缓冲电路（di/dt抑制电路）用于抑制器件开通的电流过冲和di/dt，减小开通损耗缓冲电路复合缓冲电路

将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起耗能式缓冲电路

缓冲电路中储能元件的能量消耗在其吸收电阻上馈能式缓冲电路（无损吸收电路）

缓冲电路中储能元件的能量回馈给负载或电流缓冲电路通常缓冲电路专指关断缓冲电路，将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路

di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路及波形

a)电路b)波形缓冲电路无缓冲电路V开通电流迅速上升，di/dt很大V关断

du/dt很大，并出现很高的过电压有缓冲电路V开通

Cs通过Rs向V放电，使ic先上一个台阶，以后因有di/dt抑制电路的Li,ic上升速度减慢。V关断负载电流通过VDs向Cs分流，减轻了V的负担，抑制了du/dt和过电压。

b)di/dt抑制电路和充放电型RCD缓冲电路波形tuCEOdidt抑制电路时无didt抑制电路时有有缓冲电路时无缓冲电路时uCEiC缓冲电路icBADC无缓冲电路有缓冲电路ucE0关断时的负载线无缓冲电路uCE

迅速上升，负载L上的感应电压是续流二极管VD开始导通，负载线A从移动到B，iC下降到漏电流的大小，负载线随之移动到C。有缓冲电路CS的分流使iC在uCE开始上升的同时就下降，负载线经过D到达C，负载线ABC经过的是小电流、小电压区，器件的关断损耗比无缓冲电路时降低。缓冲电路LCSRSEd缓冲电路负载LCSRSEd缓冲电路负载RiVDLVdidt抑制电路缓冲电路LiVDiRsCsVDsb)c)a)a)充放电型RCD缓冲电路另外两种常用缓冲电路a)RC吸收电路b)放电阻止型RCD吸收电路2.电力MOSFET和IGBT并联运行的特点电力MOSFET并联运行的特点

Ron具有正温度系数，具有电流自动均衡的能力，容易并联。注意选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联。电路走线和布局应尽量对称。可在源极电路中串入小电感,起到均流电抗器的作用。IGBT并联运行的特点

在1/2或1/3额定电流以下的区段，通态压降具有负的温度系数。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。2.6任务实施---绝缘栅双极晶体管驱动电路设计采用光电耦合器进行隔离的栅极驱动电路2.7知识拓展---集成驱动芯片介绍UAA4002的内部结构及工作原理图

UAA4002应用接线图

EXB841的电路原理图

小结

1、晶闸管（SCR）的触发电路应满足与主电路同步、能平稳移相且有足够移相范围、脉冲前沿陡、有足够的幅值与脉宽、抗干扰能力强等要求。锯齿波同步移相触发电路主要有同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成。集成化的锯齿波同步移相触发电路有KC（或KJ）系列。目前，以单片机为主体的数字化触发电路在大功率整流电路中得到越来越广泛的应用。

2、晶闸管的过压保护主要使用压敏电阻、阻容吸收等，过流保护则采用电流检测、快速熔断器等，另外还应对du/dt、di/dt进行限制。

3、电力晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GTO）属电流型自关断器件。GTO的驱动电路中的门极开通电路与SCR触发电路基本相同，而要求门极关断电路能产生足够大的反向电流来关断已导通的GTO。GTR驱动电路除满足一般驱动电路的要求外，还应有抗饱和电路，使GTR工作在准饱和区，提高开关速度，降低开关损耗