《电力电子技术课件：14 总复习 based on CQH-09》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子技术课件：14 总复习 based on CQH-09（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教学内容教学内容教学内容教学内容l绪论绪论l晶闸管晶闸管l可控整流电路可控整流电路l有源逆变有源逆变l晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路l功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管l晶体管功率电路晶体管功率电路l功率晶体管的缓冲电路功率晶体管的缓冲电路l脉宽调制电路脉宽调制电路l驱动电路驱动电路l功率变换器中的磁性功率变换器中的磁性 元件设计元件设计1第一章第一章 晶闸管晶闸管 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管ThyristorThyristor，Silicon-Controlled RectifierSCRSilicon-Controlled RectifierSCR 晶体闸流管，可控硅晶体闸流管，可控硅晶
2、体闸流管，可控硅晶体闸流管，可控硅 把电力电子技术带出雏型期把电力电子技术带出雏型期应用在电力机车驱动、可控整流、大功率逆变器等多种应用在电力机车驱动、可控整流、大功率逆变器等多种场合，结合晶闸管的电力电子技术基本概念理论仍然是场合，结合晶闸管的电力电子技术基本概念理论仍然是理解电力电子概念、掌握电力电子分析方法的基础。理解电力电子概念、掌握电力电子分析方法的基础。2小小 结结一、晶闸管的结构一、晶闸管的结构SCRSCR的的符号符号 、半导体结构、半导体结构、 SCRP1N1P2N2四层三端器件四层三端器件二、晶闸管导通关断条件二、晶闸管导通关断条件 导通条件、半控特性、关断方法导通条件、半控
3、特性、关断方法三、晶闸管的工作原理三、晶闸管的工作原理半导体结构半导体结构双晶体管等效电路双晶体管等效电路模型模型 、用双晶体管等效电路模、用双晶体管等效电路模型解释正反馈过程、恢复阻断型解释正反馈过程、恢复阻断的方法的方法3小小 结结四、晶闸管的伏安特性四、晶闸管的伏安特性 伏安特性曲线：伏安特性曲线：正向特性正向特性5点；反向点；反向特性特性2点。点。五、晶闸管的主要参数五、晶闸管的主要参数电压：额定电压等电压：额定电压等电流：电流： IT(AV) 、IH、 I IL L动态：动态：断态电压临界上升率、通态电断态电压临界上升率、通态电流临界上升率、流临界上升率、 tOF、 tON六、门极和
4、参数定额六、门极和参数定额三个区域三个区域4第二章第二章 可控整流电路可控整流电路 引引关于可控整流电路关于可控整流电路SCRSCR的名称的名称它在整流电路中的广泛应用。它在整流电路中的广泛应用。SCRSCR具具有有可可控控性性，使使整整流流电电路路输输出出直直流流电电压压可可调调，因因而而称称为可控整流电路。为可控整流电路。不不可可控控整整流流电电路路由由D D不不可可控控，由由其其组组成成的的整整流流电电路路，输出直流电压不易调节，因此为不可控整流电路。输出直流电压不易调节，因此为不可控整流电路。 分析几种常用整流电路带不同负载时的原理、波形、数量关系；分析几种常用整流电路带不同负载时的原
5、理、波形、数量关系；重点注意重点注意：工作原理（波形分析）、数量关系和定量计算、工作原理（波形分析）、数量关系和定量计算、不同负载的影响。不同负载的影响。 5小结小结单相桥式可控整流电路单相桥式可控整流电路负载影响：关断点、电压波形、耐压负载影响：关断点、电压波形、耐压波形、波形、 移相范围、移相范围、电路由来、电路由来、SCRSCR触发导通触发导通、二极管自然二极管自然换相导通换相导通、失控现象失控现象、续流续流D D的作用的作用波形是基础，画波形波形是基础，画波形关键找对开、关点关键找对开、关点 一、单相桥式全一、单相桥式全 控整流电路控整流电路（一）电阻性负载（一）电阻性负载 （二）电感
6、性负载（二）电感性负载 （三）反电势负载（三）反电势负载 二、单相桥式半二、单相桥式半 控整流电路控整流电路（一）电路工作原理（一）电路工作原理 （二）带续流二极管（二）带续流二极管 的单相桥式半的单相桥式半 控整流电路控整流电路 内容内容波形波形Ud 、Id（电感电感电感电感电压平均值为零电压平均值为零电压平均值为零电压平均值为零）、阻性负载各阻性负载各变量随变量随a a的变化规律的变化规律（图（图2-22-2、例、例2-12-1）计算计算6小结小结三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路自然换相点自然换相点；负载影响：电压波形、耐负载影响：电压波形、耐压波形、压波形、 移相范围、移相范围、
7、 （图图2-112-11 、 2-122-12）、Ud （1.17）自然换相点自然换相点、驱动信号、输出电压、驱动信号、输出电压一、电阻性负载一、电阻性负载二、电感性负载二、电感性负载三、整流变压器容三、整流变压器容量与整流功率量与整流功率的关系的关系 四、四、3半波共阳极半波共阳极可控整流电路可控整流电路内容内容3半波电路优缺点半波电路优缺点 S=(S1+S2)/2 ; ; i2中的中的交流分量耦合到原边交流分量耦合到原边优：元件少、电路简单优：元件少、电路简单 ; ;缺：缺：电流单向、变压器利用率低、电流单向、变压器利用率低、有直有直流磁势流磁势(pg36)7小结小结三相桥式可控整流电路三
8、相桥式可控整流电路电路特点电路特点（双向绕组电流、直流磁势抵消、双向绕组电流、直流磁势抵消、双向绕组电流、直流磁势抵消、双向绕组电流、直流磁势抵消、“T”T”T”T”利用率提高利用率提高利用率提高利用率提高; ; ; ;输出电压增倍输出电压增倍输出电压增倍输出电压增倍; ; ; ;脉动小脉动小脉动小脉动小）触发次序触发次序矢量图矢量图 ；两种触发方法两种触发方法 宽脉冲，双窄脉冲宽脉冲，双窄脉冲 ；负载影响：电压波形、耐压波形、负载影响：电压波形、耐压波形、 移相范围移相范围（图图2-232-23 ：大感：大感90，阻，阻120） 、 、Ud一、电路构成一、电路构成 二、二、三相桥式全控三相桥
9、式全控大电感负载大电感负载三、三、三相桥式全控三相桥式全控电阻负载电阻负载 内容内容3桥式电路优缺点桥式电路优缺点 优：略优：略 ; ;缺：缺：器件多，器件多，压降大，不适于低压大电压降大，不适于低压大电流场合流场合（三相半波串联三相半波串联三相半波串联三相半波串联）8小结小结小结小结双反星形双反星形双反星形双反星形可控整流电路可控整流电路可控整流电路可控整流电路3 3半波电路半波电路加加LpLp并联并联、变压器副边双变压器副边双反星形；反星形；2 2个基本特点个基本特点( (“双反星双反星双反星双反星”同名端同名端同名端同名端无直流偏磁，无直流偏磁， LpLpLpLp并联并联并联并联) )波
10、形波形（电阻负载移相范围（电阻负载移相范围（电阻负载移相范围（电阻负载移相范围120120120120 ）、外特、外特性性（图（图2-322-32）、电路特点、电路特点一、电路组成与基一、电路组成与基本特点本特点二、平衡电抗器二、平衡电抗器Lp 三、参数计算三、参数计算 内容内容无无Lp六相半波六相半波小，输出电压高小，输出电压高 Lp的的作用作用 （并联供电，负载趋于均（并联供电，负载趋于均衡）衡）； Lp的影响的影响: ud、环流。环流。电路优缺点电路优缺点 适于低压大电流场合适于低压大电流场合（三相半波并联）（三相半波并联）（三相半波并联）（三相半波并联）9小结小结小结小结变压器漏抗对可
11、控整流电路的影响变压器漏抗对可控整流电路的影响变压器漏抗对可控整流电路的影响变压器漏抗对可控整流电路的影响一、换相的物理过程一、换相的物理过程和整流电压波形和整流电压波形 二、换相压降和整流二、换相压降和整流平均电压平均电压 Lp 三、三、换相重叠角的计换相重叠角的计算算内容内容换相重叠原因换相重叠原因 （漏抗，换相无法瞬（漏抗，换相无法瞬（漏抗，换相无法瞬（漏抗，换相无法瞬间完成）间完成）间完成）间完成）；引起引起换相压降换相压降换相压降换相压降（算术平均）（算术平均）（算术平均）（算术平均）LpLp大，负载大，换相重叠时间变长大，负载大，换相重叠时间变长10第三章第三章第三章第三章 有源逆
12、变有源逆变有源逆变有源逆变引引关于关于有源逆变有源逆变整流整流AC-DC;逆变逆变DC-AC;有有源源逆逆变变DC-AC，AC特特指指交交流流电电网网，能能量量返返回回交交流流电电网网。（Pg63，12行行）应应用用：调调速速系系统统中电机制动、电机作发电机使用等场合。中电机制动、电机作发电机使用等场合。整流整流逆变可互相转化，逆变可互相转化，重点注意重点注意：整流整流整流整流与与与与逆变的条件、互相转化的条件逆变的条件、互相转化的条件逆变的条件、互相转化的条件逆变的条件、互相转化的条件。 11小结小结有源逆变有源逆变有源逆变有源逆变逆变失败逆变失败 原因：防止顺极性串联，造成短路原因：防止顺
13、极性串联，造成短路 ；逆变角裕量逆变角裕量min =+换相重叠对逆变电路输出电压数值的影响换相重叠对逆变电路输出电压数值的影响略微增加略微增加一、电能的流转一、电能的流转 二、二、三相半波逆变三相半波逆变电路电路三、三、三相桥式逆变三相桥式逆变电路电路 四、四、 逆变失败与逆变失败与控制角的限制控制角的限制内容内容整流整流逆变转换过程及逆变转换过程及能量流向；能量流向；逆变条逆变条件件（内部条件、外部条件）（内部条件、外部条件）；有源逆有源逆变对电路的限制变对电路的限制（半控或有续流二极管（半控或有续流二极管的电路不行）的电路不行）、 移相范围、移相范围、Ud（1.17）逆变工作：逆变工作：只
14、能依次触发只能依次触发Ta、Tb、Tc12功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管概述概述尽管尽管尽管尽管SCRSCR可以处理较大功率可以处理较大功率可以处理较大功率可以处理较大功率存在：存在：存在：存在：开关慢开关慢开关慢开关慢；半控特性；半控特性；半控特性；半控特性；需要采用高频的新型功率器件。需要采用高频的新型功率器件。需要采用高频的新型功率器件。需要采用高频的新型功率器件。使电力电子的应用场合更为广阔使电力电子的应用场合更为广阔使电力电子的应用场合更为广阔使电力电子的应用场合更为广阔重点掌握重点掌握：器件的特性参数、定额以及选用依据：器件的特性参数、定额
15、以及选用依据13小结小结功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管一、功率一、功率D 二、二、功率三极管功率三极管 三、三、MOS四、四、 IGBT内容内容功率功率D电压定额电压定额高高高高，压降，压降大大大大；温度；温度高高高高，压降，压降低低低低，损耗，损耗小小小小（负负温度系数，温度系数，不适合不适合并联）；并联）；功率功率D动态动态容，容，on-Off容更大容更大；trr；功率功率D分类和选用分类和选用 三三类，类，看频率，看耐看频率，看耐看频率，看耐看频率，看耐压压压压（肖特基半导体结构特殊：金属（肖特基半导体结构特殊：金属+N）电压电压MaxMax；电
16、流电流RmsRms，计算类似计算类似计算类似计算类似SCRSCR功率功率D D14小结小结功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管一、功率一、功率D 二、二、功率三极管功率三极管 三、三、MOS四、四、 IGBT内容内容GTR三层器件，三层器件，电流驱动型电流驱动型电流驱动型电流驱动型器件，静态器件，静态三三个区，个区，低损耗区？低损耗区？低损耗区？低损耗区？；动态；动态考虑考虑PN结电容，结电容，存储时间存储时间ts ts；GTRSOA区：区：4条线；存在条线；存在正偏正偏二次击穿二次击穿二次击穿二次击穿和和反反偏偏二次击穿二次击穿二次击穿二次击穿（基区中心偏
17、置程度慢于边缘基区中心偏置程度慢于边缘基区中心偏置程度慢于边缘基区中心偏置程度慢于边缘）GTR缺点缺点驱动损耗大，速度慢，有二次击穿驱动损耗大，速度慢，有二次击穿驱动损耗大，速度慢，有二次击穿驱动损耗大，速度慢，有二次击穿GTRGTR15小结小结功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管一、功率一、功率D 二、二、功率三极管功率三极管 三、三、MOS四、四、 IGBT内容内容MOS三层器件，三层器件，电压驱动型电压驱动型电压驱动型电压驱动型器件，场控器件，器件，场控器件，静态静态三个区，三个区，注意注意注意注意可变电阻区和截止区是可变电阻区和截止区是低损耗区，低损
18、耗区，低损耗区，低损耗区，饱和区是饱和区是饱和区是饱和区是高损耗区高损耗区高损耗区高损耗区；等效电路；等效电路反并反并反并反并D D，3 3个容个容个容个容；驱动驱动驱动驱动- -存在密勒效应，存在密勒效应，存在密勒效应，存在密勒效应，GSGS小小小小平台平台平台平台；工作频率；工作频率最高最高，但是通态损耗相比大，但是通态损耗相比大MOSSOA区：区：3条线；条线；MOS导通导通Rdson；电压定额高，；电压定额高， Rdson大；大；温度高，温度高， Rdson大，损耗大（大，损耗大（正温度系数，正温度系数，正温度系数，正温度系数，适合并联适合并联适合并联适合并联）；）；MOS脉冲驱动电流
19、，避免脉冲驱动电流，避免脉冲驱动电流，避免脉冲驱动电流，避免VgsVgs振荡过压。振荡过压。振荡过压。振荡过压。MOSMOS16小结小结功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管功率晶体管和二极管一、功率一、功率D 二、二、功率三极管功率三极管 三、三、MOS四、四、 IGBT内容内容IGBT四层器件，四层器件，电压驱动型电压驱动型电压驱动型电压驱动型器件，器件，MOS驱动驱动的的P型三极管；型三极管；IGBTSOA区区；有有电流拖尾电流拖尾；工作频率低于；工作频率低于MOS，高于，高于GTR；IGBT避免出现避免出现擎住效应擎住效应擎住效应擎住效应IGBTIGBT17第九章第九章
20、 晶体管功率电路晶体管功率电路 引引关于关于晶体管功率电路晶体管功率电路 在在在在全全全全控控控控器器器器件件件件的的的的基基基基础础础础之之之之上上上上，晶晶晶晶体体体体管管管管功功功功率率率率电电电电路路路路通通通通过过过过控控控控制制制制基基基基极极极极或或或或栅栅栅栅极极极极信信信信号号号号高高高高速速速速地地地地通通通通断断断断，常常常常用用用用于于于于DC-DCDC-DCDC-DCDC-DC、 DC-ACDC-ACDC-ACDC-AC以及以及以及以及DCDCDCDC和和和和ACACACAC调速。调速。调速。调速。（根据输入信号和器件符号判断晶体管电路还是根据输入信号和器件符号判断晶
21、体管电路还是根据输入信号和器件符号判断晶体管电路还是根据输入信号和器件符号判断晶体管电路还是SCRSCRSCRSCR电路）电路）电路）电路）重点掌握重点掌握：电路拓扑、：电路拓扑、工作原理和波形及基本公式推导、工作原理和波形及基本公式推导、数量关系和参数设计。数量关系和参数设计。 18全全 章章 小小 结结一、电路一、电路 非隔离式单管变非隔离式单管变换器换器（基础）（基础）BuckBoostBuck-Boost隔离式单管变换隔离式单管变换器器（衍生来）（衍生来）单端正激单端正激(Buck)单端反激单端反激( Buck-Boost )多管变换器多管变换器推挽推挽推挽推挽半桥半桥半桥半桥全桥全桥
22、全桥全桥19全全 章章 小小 结结二、分析方法二、分析方法 1.分时段分析分时段分析（基础（基础:ton, toff）2. 利用伏秒平衡的分析利用伏秒平衡的分析3.理解应用电路稳态条件理解应用电路稳态条件（基础基础:i, 本质就是伏妙积分为零；电容稳态只流过交变电流）本质就是伏妙积分为零；电容稳态只流过交变电流）4.波形分析波形分析（变压器绕组电压；开关管电压；连续、临界连续、断续典型波形、逆变变压器绕组电压；开关管电压；连续、临界连续、断续典型波形、逆变电路电路波形及实际流通器件等）电路电路波形及实际流通器件等）20全全 章章 小小 结结三、要求三、要求 1.画出电路拓扑画出电路拓扑（正激反
23、激同名端、正激反激输出端电路等）（正激反激同名端、正激反激输出端电路等）和相应和相应波形；波形；2.根据不同时段分析电路基本工作原理；根据不同时段分析电路基本工作原理；3.根据根据电路稳态条件推导电路稳态条件推导in/out关系关系；4. 反激变压器的功能、正激变压器的磁复位及对反激变压器的功能、正激变压器的磁复位及对D的要求；的要求；5.“负载负载”对逆变电路影响，反并对逆变电路影响，反并D作用；作用；6.计算：计算：如如IG、保证连续的电感值、半桥电流关系和容设计公式等保证连续的电感值、半桥电流关系和容设计公式等21第十章第十章 功率晶体管的缓冲电路功率晶体管的缓冲电路 概述概述（Pg22
24、7) 功功功功率率率率半半半半导导导导体体体体器器器器件件件件的的的的可可可可靠靠靠靠性性性性与与与与其其其其电电电电流流流流、电电电电压压压压及及及及热热热热应应应应力力力力有有有有关关关关，应应应应力力力力越越越越低低低低越越越越可可可可靠靠靠靠。其其其其中中中中开开开开关瞬时关瞬时关瞬时关瞬时器件器件器件器件应力最恶劣应力最恶劣应力最恶劣应力最恶劣。所所所所以以以以加加加加缓缓缓缓冲冲冲冲电电电电路路路路, , , ,软软软软化化化化开开开开关关关关过过过过程程程程，降降降降低低低低器器器器件件件件应应应应力力力力、提提提提高高高高电电电电路路路路可可可可靠靠靠靠性性性性。同同同同时时时
25、时希希希希望望望望减减减减小小小小器器器器件件件件开关损耗、抑制电磁干扰等。开关损耗、抑制电磁干扰等。开关损耗、抑制电磁干扰等。开关损耗、抑制电磁干扰等。重点重点：理解开关瞬态电流、电压波形和负载线波形、掌理解开关瞬态电流、电压波形和负载线波形、掌握开通关断缓冲电路的概念、画法和握开通关断缓冲电路的概念、画法和工作原理。工作原理。 22缓冲电路小结缓冲电路小结1 1开通好，开通好，开通好，开通好，但关断负载线超但关断负载线超但关断负载线超但关断负载线超出安全工作区出安全工作区出安全工作区出安全工作区D关断安全关断安全关断安全关断安全, , , ,但在高损耗区但在高损耗区但在高损耗区但在高损耗区
26、C软化开关过程，降低器件应力、提高电路可靠性；软化开关过程，降低器件应力、提高电路可靠性；软化开关过程，降低器件应力、提高电路可靠性；软化开关过程，降低器件应力、提高电路可靠性；同时减小器件开关损耗同时减小器件开关损耗同时减小器件开关损耗同时减小器件开关损耗、抑制电磁干扰等抑制电磁干扰等抑制电磁干扰等抑制电磁干扰等关断低损关断低损关断低损关断低损, , , ,但开通在高损耗区但开通在高损耗区但开通在高损耗区但开通在高损耗区R、C、D组成组成关断缓冲电路关断缓冲电路开通、关断均开通、关断均开通、关断均开通、关断均在低损耗区在低损耗区在低损耗区在低损耗区2. 小电感与开关管串联小电感与开关管串联1
27、 1. 缓冲电路缓冲电路的作用：的作用：C C C C、R R R R、D D D D的作用；的作用；的作用；的作用；R R R R、D D D D的的的的画画画画法法法法23缓冲电路小结缓冲电路小结2 2 开通、关断开通、关断开通、关断开通、关断 负载线负载线负载线负载线 都经都经都经都经 过高损耗区过高损耗区过高损耗区过高损耗区图图图图101010105555难点难点难点难点关断缓冲电路关断缓冲电路图图图图101010106 6 6 6画法画法画法画法D D D D、R R R R、原理原理原理原理3. 电感电流连续时的电感电流连续时的负载线和缓冲电路负载线和缓冲电路BuckBuck变换器
28、变换器开通缓冲电路开通缓冲电路开通关断缓冲开通关断缓冲组合组合图图图图1010101012121212画法画法画法画法D D D D、R R R R 、原理原理原理原理图图图图1010101013131313画法画法画法画法R1R1R1R1原理原理原理原理24缓冲电路小结缓冲电路小结3 3C C C C 经经经经D D D D与与与与Q Q Q Q并联，关断时缓冲并联，关断时缓冲并联，关断时缓冲并联，关断时缓冲UceUceUceUce的增长速度的增长速度的增长速度的增长速度关断缓冲关断缓冲关断缓冲关断缓冲要求：要求：要求：要求： Q Q Q Q开通时开通时开通时开通时C C C C 中中中中能
29、量全部能量全部能量全部能量全部放光放光放光放光消耗在消耗在消耗在消耗在R R R R上上上上4. 判断开通判断开通和关断缓冲电路和关断缓冲电路L L L L 与与与与Q Q Q Q串联，开通时缓冲串联，开通时缓冲串联，开通时缓冲串联，开通时缓冲icicicic的增长速度的增长速度的增长速度的增长速度开通缓冲开通缓冲开通缓冲开通缓冲要求：要求：要求：要求： Q Q Q Q关断时关断时关断时关断时L L L L中能量全部中能量全部中能量全部中能量全部放光放光放光放光消耗在消耗在消耗在消耗在R R R R上上上上R R R R 的功率的功率的功率的功率 R R R R 的功率的功率的功率的功率 25
30、第十一章第十一章 驱动电路驱动电路 概述概述（Pg267)驱动电路的作用是驱动电路的作用是驱动电路的作用是驱动电路的作用是将控制将控制将控制将控制电路输出的电路输出的电路输出的电路输出的PWMPWMPWMPWM脉冲放大到脉冲放大到脉冲放大到脉冲放大到足以驱动功率晶体管足以驱动功率晶体管足以驱动功率晶体管足以驱动功率晶体管开开开开关功率放大作用。关功率放大作用。关功率放大作用。关功率放大作用。 优良的驱动电路优良的驱动电路优良的驱动电路优良的驱动电路改善功改善功改善功改善功率晶体管的开关特性，减率晶体管的开关特性，减率晶体管的开关特性，减率晶体管的开关特性，减小开关损耗，提高整机效小开关损耗，提
31、高整机效小开关损耗，提高整机效小开关损耗，提高整机效率和器件可靠性。率和器件可靠性。率和器件可靠性。率和器件可靠性。（即尽（即尽（即尽（即尽量快开、快关）量快开、快关）量快开、快关）量快开、快关）PWM DC-DC变换器电气框图变换器电气框图分相26本章内容本章内容本章内容本章内容第二节第二节 驱动电路的隔离技术驱动电路的隔离技术第一节第一节 对双极性功率晶体管对双极性功率晶体管 驱动电路的要求驱动电路的要求第三节第三节 恒流驱动电路恒流驱动电路第四节第四节 比例驱动电路比例驱动电路第五节第五节 场控器件的驱动电路场控器件的驱动电路双极性功双极性功率晶体管率晶体管驱动电路驱动电路27第五节第五
32、节 场控器件的驱动电路场控器件的驱动电路1.1.1.1.驱动电压足够驱动电压足够驱动电压足够驱动电压足够10V10V10V10V；2.2.2.2.足够的瞬态驱动电流，快的上升沿、下降沿；足够的瞬态驱动电流，快的上升沿、下降沿；足够的瞬态驱动电流，快的上升沿、下降沿；足够的瞬态驱动电流，快的上升沿、下降沿；3. 3. 3. 3. 驱动电路内阻抗小。驱动电路内阻抗小。驱动电路内阻抗小。驱动电路内阻抗小。一、一、驱动电路要求驱动电路要求MOSMOSMOSMOS管管管管应用应用应用应用（MOSMOSMOSMOS管管管管GSGSGSGS间存在等效电容）：间存在等效电容）：间存在等效电容）：间存在等效电容
33、）：1.1.1.1.减小驱动电路引线感；减小驱动电路引线感；减小驱动电路引线感；减小驱动电路引线感；2.2.2.2.加驱动电阻：加驱动电阻：加驱动电阻：加驱动电阻：a.a.a.a.限流；限流；限流；限流；b.b.b.b.防止防止防止防止u u u uGSGSGSGS振荡；振荡；振荡；振荡；3.3.3.3.在在在在GSGSGSGS间加稳压管或电阻。间加稳压管或电阻。间加稳压管或电阻。间加稳压管或电阻。28第一节第一节 对双极性功率晶体管驱动电路的要求对双极性功率晶体管驱动电路的要求最佳驱动特性：最佳驱动特性：最佳驱动特性：最佳驱动特性：（Pg267Pg267Pg267Pg267）1.1.1.1.
34、开通时：开通时：开通时：开通时：基极电流有快速上升沿基极电流有快速上升沿基极电流有快速上升沿基极电流有快速上升沿和过冲和过冲和过冲和过冲加速开通减小开通损耗；加速开通减小开通损耗；加速开通减小开通损耗；加速开通减小开通损耗；2.2.2.2.导通期间：导通期间：导通期间：导通期间：饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通低导通损低导通损低导通损低导通损耗；耗；耗；耗；关断前临界饱和导通关断前临界饱和导通关断前临界饱和导通关断前临界饱和导通减小减小减小减小tstststs; ; ; ;3.3.3.3.关断瞬时：关断瞬时：关断瞬时：关断瞬时：足够反向基极电流足够反向基极电流足够反向基极电流足够反向基极电流抽
35、流，减小抽流，减小抽流，减小抽流，减小tstststs；反偏截止电压反偏截止电压反偏截止电压反偏截止电压icicicic迅速下降，减小迅速下降，减小迅速下降，减小迅速下降，减小t t t tf f f f。图图图图121212121 1 1 1 最佳基极驱动电流波形最佳基极驱动电流波形最佳基极驱动电流波形最佳基极驱动电流波形最佳驱动特性和驱动电流波形最佳驱动特性和驱动电流波形最佳驱动特性和驱动电流波形最佳驱动特性和驱动电流波形（Pg267Pg267Pg267Pg267、268268268268）29第三节第三节 恒流驱动电路恒流驱动电路五、五、电路分析电路分析图图图图1212121216161
36、616光耦光耦光耦光耦隔离隔离隔离隔离放大放大放大放大互补互补互补互补驱动驱动驱动驱动加速电容加速电容加速电容加速电容抗饱和抗饱和抗饱和抗饱和提供反提供反提供反提供反流通路流通路流通路流通路钳位钳位钳位钳位30第三节第三节 恒流驱动电路恒流驱动电路原理：原理：原理：原理：（Pg271Pg271Pg271Pg271）Q1 off,Q on:Q1 off,Q on:Q1 off,Q on:Q1 off,Q on:C C C C先将先将先将先将R2R2R2R2短路短路短路短路开通电流尖峰开通电流尖峰开通电流尖峰开通电流尖峰；稳态；稳态；稳态；稳态,C,C,C,C充完电充完电充完电充完电,R1,R1,
37、R1,R1、R2R2R2R2决定决定决定决定I I I Ib b b b；Q1 on,Q Q1 on,Q Q1 on,Q Q1 on,Q off:off:off:off:u u u uC C C C反加在反加在反加在反加在bebebebe间。间。间。间。C C C C作用：作用：作用：作用：加速导通、截止反偏。加速导通、截止反偏。加速导通、截止反偏。加速导通、截止反偏。一、一、加速电容加速电容加快功率管的开通过程加快功率管的开通过程加快功率管的开通过程加快功率管的开通过程（Pg271Pg271Pg271Pg271）图图图图1212121210 10 10 10 加速电容驱动电路加速电容驱动电路
38、加速电容驱动电路加速电容驱动电路31第三节第三节 恒流驱动电路恒流驱动电路原理：原理：原理：原理：（Pg272Pg272Pg272Pg272）若若若若Q Q Q Q深度饱和深度饱和深度饱和深度饱和, , , ,则则则则Uce,uUce,uUce,uUce,uAeAeAeAeUUUUcececece,D2 on, ,D2 on, ,D2 on, ,D2 on, off,Q on off,Q on off,Q on off,Q on Ib,QIb,QIb,QIb,Q饱和深度饱和深度饱和深度饱和深度。U U U UAeAeAeAe2u2u2u2uD D D D、U U U UAcAcAcAcu u
39、u uD D D D U U U Ucecececeu u u uD D D D D1D1D1D1、D2D2D2D2抗饱和，抗饱和，抗饱和，抗饱和，D3D3D3D3为为为为反向基流提供通路反向基流提供通路反向基流提供通路反向基流提供通路二、二、抗饱和电路抗饱和电路使功率管处于浅饱和使功率管处于浅饱和使功率管处于浅饱和使功率管处于浅饱和（Pg272Pg272Pg272Pg272上）上）上）上）图图图图1212121211111111基本基本基本基本抗饱和电路抗饱和电路图图图图1212121212121212抗饱和电抗饱和电路路基极电流波形基极电流波形基极电流波形基极电流波形电路特点：电路特点：电
40、路特点：电路特点：抗饱和驱动抗饱和驱动抗饱和驱动抗饱和驱动, , , ,tstststs 导通损耗导通损耗导通损耗导通损耗， 驱动电流损失驱动电流损失驱动电流损失驱动电流损失32第十三章第十三章 功率变换器中的磁性元件设计功率变换器中的磁性元件设计概述概述磁性元件可分两大类：磁性元件可分两大类：变压器、电感，起到隔离、储能、变压器、电感，起到隔离、储能、滤波作用。滤波作用。设计应考虑铁心工作状态设计应考虑铁心工作状态。重点掌握重点掌握：铁心的物理特性、铁心的几种工作状态以及铁心的物理特性、铁心的几种工作状态以及铁心材料的选用铁心材料的选用。 33基本磁化回线：基本磁化回线：剩磁感应剩磁感应Br
41、矫顽磁场强度矫顽磁场强度Hc饱和磁感应强度饱和磁感应强度Bs第一节第一节 铁心的磁特性及基本的磁物理量铁心的磁特性及基本的磁物理量剩磁感应剩磁感应BrBr：磁场强度：磁场强度H H0 0时的磁感数值时的磁感数值矫顽磁场强度矫顽磁场强度HcHc：将磁感应由剩磁感应减小为零所需的反向：将磁感应由剩磁感应减小为零所需的反向磁场强度磁场强度341 1、磁滞回线、磁滞回线: : 是磁性材料的基本特性曲线，表示铁心在反复磁化中磁感应强度是磁性材料的基本特性曲线，表示铁心在反复磁化中磁感应强度B B与磁与磁场强度场强度H H之间的关系曲线。其形状主要取决于材料、频率及材料的处理状态。之间的关系曲线。其形状主
42、要取决于材料、频率及材料的处理状态。三种典型形状三种典型形状S S形形矩形矩形扁平扁平第一节第一节 铁心的磁特性及基本的磁物理量铁心的磁特性及基本的磁物理量35铁心加入气隙铁心加入气隙铁心加入气隙铁心加入气隙加气隙后的磁化特性加气隙后的磁化特性B-HB-H向向H H轴倾斜；轴倾斜；m m变小，变线性；变小，变线性；BsBs不变；不变；不宜饱和不宜饱和；储能增加储能增加364 4、损耗、损耗第一节第一节 铁心的磁特性及基本的磁物理量铁心的磁特性及基本的磁物理量铁心损耗铁心损耗磁滞损耗：磁滞损耗：涡流损耗：涡流损耗：取决于磁滞回线面积取决于磁滞回线面积取决于材料的电阻率，取决于材料的电阻率，取决于
43、材料的电阻率，取决于材料的电阻率，钢带厚度以及工作频率钢带厚度以及工作频率钢带厚度以及工作频率钢带厚度以及工作频率37第二节第二节 铁心的工作状态铁心的工作状态1 1、双向磁化双向磁化：变压器，：变压器， 交流滤波电感交流滤波电感2 2、单向磁化单向磁化：单端变换器电路：单端变换器电路 中的脉冲变压器中的脉冲变压器3 3、单向磁化单向磁化, ,D DB B小小：直流滤波电：直流滤波电感感38第三节第三节 几种常用铁心材料的性能及选用几种常用铁心材料的性能及选用名称，特点，适用性名称，特点，适用性一、冷轧硅钢带一、冷轧硅钢带 ：用于低频：用于低频二、软磁铁氧体：用于高频；二、软磁铁氧体：用于高频；用作电感时要加气隙用作电感时要加气隙三、铁镍软磁合金（坡莫合金）三、铁镍软磁合金（坡莫合金）四、非晶合金及微晶合金材料四、非晶合金及微晶合金材料五、宽恒导磁合金五、宽恒导磁合金: 小结：小结：p29839谢谢 谢谢
