浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 自关断器件及其驱动,保护电路
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 1 自关断器件及其驱动，保护电路
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 结构 Emitter o Collecto 1019 Emitter thickness 5-20 Collector 50-200 region) pnp BJT
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 2 一、功率晶体管GTR 结构∶
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 特点:开关频率高,动态性能好,无需强迫换流,控制方便。承受功耗小, 阻断能力差,瞬态过电压,过载能力差。 1、电压电流定额 Uceo:基极开路,集电极电流较大时,集,射极间的击穿电压 p:连续(直流)额定电流 饱和区 放大区 R =0 裁止区
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 3 一、功率晶体管GTR 特点：开关频率高，动态性能好，无需强迫换流，控制方便。承受功耗小， 阻断能力差, 瞬态过电压，过载能力差。 1、电压电流定额 Uceo：基极开路，集电极电流较大时，集，射极间的击穿电压 Icp： 连续（直流）额定电流
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 2、开关特性 B B aKT 次 E 〔u 延迟时间 t。:存储时间 t:集电板电流上升时间:t:集电极电流下降时间
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 4 一、功率晶体管GTR 2、开关特性 tα∶延迟时间； t s∶存储时间 t r∶集电极电流上升时间；t f∶集电极电流下降时间
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR (1) 0SI 截止, (2)t-t,ux:-U2U1、正偏,结电容影响、仍截止,延时t (3)t=t后,导通,放大区饱和区,u2=0 (4)t=tm,ux:U1-U2、欲使电荷消散,需t,仍饱和 (5)t后,饱和区放大区截止区,t 关断:tr=t+tr 开通:ton=t+t
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 5 一、功率晶体管GTR (1) t=t0 - , usr <0, 截止，usc=Ec (2) t=t0 + , usr ∶-U2 U1、正偏，结电容影响、仍截止，延时t d (3) t=td后，导通，放大区饱和区，usc=0 (4) t=tm，usr∶U1 -U2、欲使电荷消散，需t s ,仍饱和 (5) t s后，饱和区放大区截止区，t f 关断∶t off=ts +t f 开通∶t on=td+tr
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 加速电容的作用 L ux:-U2→U时,U不突变,左(-)右(+) 基极电压U+U>U1,加速开通 r:U1→-2时,U左(+)右(-) R 基极电压-U2-U<U2,加速关断 有加速/无加速电容 电容
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 6 一、功率晶体管GTR usr∶-U2→U1时，Ucs不突变，左(-)右(+) 基极电压U1+Ucs>U1，加速开通 usr ∶U1→ -U2时，Ucs左(+)右(-) 基极电压-U2 -Ucs <-U2，加速关断 加速电容的作用∶
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 3、二次击穿现象 (1)U个→U,i个个 出现击穿现象AB段, △三次击穿 称一次击穿。 B 次击穿 三击夸负阻还 =0D负阻效应,低电流,大电压,称二次击穿, 元件损坏
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 7 一、功率晶体管GTR 3、二次击穿现象 Uce Uceo ,i cc 出现击穿现象AB段， 称一次击穿。 (1) (2) Uce仍 ，i C 达C点 集电极局部过热，C->D负阻效应, 低电流，大电压，称二次击穿， 元件损坏
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 、安全工作区 Pyp PPlm 1 0ms 二次击窘 功耗线 FBSOA RBSOA
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 8 一、功率晶体管GTR 4、安全工作区 FBSOA RBSOA
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 5、GTR的保护 (1)过流保护 可检测:Ue 受冲击能力差,快熔不起作用 利用电子开关,进行过流保扩 准饱和区 F十, . 饱 R 和 线性放大区 基极驱动 挖制电路 卜截止区
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 9 一、功率晶体管GTR 5、GTR的保护 (1)过流保护 受冲击能力差，快熔不起作用 利用电子开关，进行过流保护 I c 可检测∶ Uce Ube
浙江大学电气工程学院 电力电子技术基础 、功率晶体管GTR 要求工作在临界(准)饱和区,工作点A(Ueg, 测:L,误差Δe,到L+△IC才动作 A→A,已为放大区 测:U:AU △U e=c)。A→A 如L减少△ 测:L:A→A3放大区 测:U:A→A4准饱和区
浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 10 一、功率晶体管GTR 要求工作在临界(准)饱和区，工作点A(Uceg，I cg) 测：IC，误差ΔIC，到IC +ΔIC才动作 2 cg c ceg ce ce ce 1 A A I I U U : U U A A = 测 ： （ ）。 ，已为放大区 如 I b 减少ΔIb 测: I c ∶ A → A3 放大区 测: Uce∶A→ A4 准饱和区