逆导晶闸管(RCT) 逆导晶闸管是将晶闸管反并联1个二极管集成在1个管芯上的集成器件。
(a)符号
(3)双向晶闸管(TRIAC)
(4)光控晶闸管(LTT) 光控晶闸管又称为光触发晶闸管,是采用一定波长的光信号触发其导通的器件。
门极可关断晶闸管(GTO) 门极可关断晶闸管是一种具有自关断能力和晶闸管特性的晶闸管
(三) 电力场效应晶体管
结构
电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型很增强型之分。 电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。
静态特性
输出特性 是指漏极的伏安特性。
转移特性 表示漏极电流ID与栅源之间电压Ugs的转移特性关系曲线,转移特性可表示出器件的放大能力。 跨导定义为:gm=△ID∕△Ugs
主要参数
漏极击穿电压Bud
Bud是不使器件击穿的极限参数,它大于漏极电压额定值。Bud随结温的升高而升高,这点正好与GTR和GTO相反。
漏极额定电压Ud 是器件的标称额定值。
漏极电流Id和Idm Id是漏极直流电流的额定参数;Idm 是漏极脉冲电流幅值
栅极开启电压Ut 又称阀值电压,是开通Power MOSFET的栅-源电压,它为转移特性的特性曲线与横轴的交点。施加的栅源电压不能太大,否则将击穿器件。
跨导gm 是表征PowerMOSFET栅极控制能力的参数。
通过降低驱动电路的内阻Rs来加快开关速度
电力场效应晶体管是压控器件,在静态时几乎不输入电流。但在开关过程中,需要对输入电容进行充放电,故仍需要一定的驱动功率。
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电力场效应管的驱动和保护
为提高其开关速度,要求驱动电路必须有足够高的输出电压、较高的电压上升率、较小的输出电阻。还需要一定的栅极驱动电流。
开通时,栅极电流可由下式计算:
(1)
关断时,栅极电流由下式计算:
(2)
式(1)是选取开通驱动元件主要依据,式(2)是选取关断驱动元件的主要依据。
电力场效应管的一种驱动电路
IR2130可以驱动电压不高于600V电路中的MOSFET,内含过电流、过电压和欠电压等保护,输出可以直接驱动6个MOSFET或IGBT。
TLP250内含一个光发射二极管和一个集成光探测器,具有输入、输出隔离,开关时间短,输入电流小、输出电流大等特点。适用于驱动MOSFET或IGBT。
(四) 绝缘栅双极型晶体管
IGBT的结构和基本原理
IGBT也是一种三端器件,它们分别是栅极G、集电极C和发射极E。
擎住效应
擎住效应 由于IGBT复合器件内有一个寄生晶闸管存在,当IGBT集电极电流IC大到一定程度,可使寄生晶闸管导通,从而其栅极对器件失去控制作用,这就是所谓的擎住效应。
IGBT的驱动电路
驱动的基本要求
要有较陡的脉冲上升沿和下降沿
要有足够大的驱动功率
要有合适的正向驱动电压UGE
要有合适的反偏压 反偏压一般取为-2~-10V
驱动电路与控制电路之间最好进行电气隔离
驱动电路
适用于高频小功率场合的驱动电路
IGBT驱动电路实例一
适合于中大功率场合的驱动电路
IGBT驱动电路实例二
IGBT专用集成模块驱动电路
比较典型的有日本三菱公司的M57918L
电力电子器件的缓冲电路和串并联
缓冲电路
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缓冲电路的主要作用可归纳如下:
抑制过渡过程中器件的电压和电流,将开关动作轨迹限定在安全区之内。
防止因过大的di∕dt和du∕dt造成器件的误触发,甚至导致器件的损坏。
抑制开关过渡过程中电压和电流的重叠现象,以减少器件的开关损耗。
在多个器件串联的高压电路中起一定的均压作用。
电力电子器件的串并联
器件的串联与均压
解决静态不均压问题,首先应选择特性和参数比较一致的器件,此外可采用每个器件并联电阻来均压。
如下图
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