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缓冲电路的效果

2017-04-03 10:40分类:电工考证知识 阅读:

  电力电子器材的缓冲电路(Snubber Circuit)又称吸收电路,它是电力电子器材的一种首要的维护电路,不只用于半控型器材的维护,而且在全控型器材(如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等)的运用技能中,起着更首要的效果。
晶闸管注册时,为了避免过大的电流上升率而烧坏器材,通常在主电路中串入一个扼流电感,以捆绑过大的di/dt,所串电感及其配件构成了注册缓冲电路,或称串联缓冲电路。晶闸管关断时,电源电压突加在管子上,为了按捺瞬时过电压和过大的电压上升率,以避免晶闸管内部流过过大的结电容电流而误触发,因而在晶闸管两头并联一个RC网络,构成关断缓冲电路,或称并联缓冲电路。
GTR、GTO等全控型自关断器材作业中都有必要配用注册和关断缓冲电路,但其效果与晶闸管的缓冲电路有所纷歧样,电路构造也有纷歧样。首要要素是全控型器材的作业频率要比晶闸管高得多,因而注册和关断损耗是影响这种开关器材正常作业的首要要素之一。例如GTR在动态开关进程中易发作二次击穿的景象,这种景象又与开关损耗直接有关。所以削减全控器材的开关损耗至关首要,缓冲电路的首要效果恰是如此,也便是说GTR和功率MOSFET用缓冲电路按捺di/dt和dv/dt,首要是为了改动器材的开关轨道,使开关损耗削减,进而使器材牢靠作业。
图1(a)是没有缓冲电路时GTR开关进程中集电极电压vCE和集电极电流iC的波形,由图可见注册和关断进程中都存在vCE 和 iC一同抵达最大值的时间,因而呈现了最大的开关损耗功率pon和poff,然后危及器材的安全。所以应选用开关和关断缓冲电路,按捺注册时的di/dt,降低关断时的dv/dt,使vCE 和 iC的最大值不会一同呈现。


图1
图1(b)是GTR开关进程中的vCE 和 iC的轨道,其间轨道1和2是没有缓冲电路时的状况,不光集电极电压和电流的最大值一同呈现,而且电压和电流都有超调景象,这种状况下瞬时功耗很大,很简略发作有些抢手,致使GTR的二次击穿而损坏。
加上缓冲电路后,vCE 和 iC的开关与关断轨道别离如3和4所示,由图可见其轨道不再是矩形,避免了两者一同呈现最大值的时机,大大降低了开关损耗,而且最大程度地运用了GTR的电气功用。
IGBT的缓冲电路功用更侧重于开关进程中过电压的吸收和按捺,这是因为IGBT的作业频率能够高达30~50kHz,因而很小的电路电感就或许致使较大的Ldi/dt,然后发作过电压而危及IGBT的安全。图2(a)和(b)是PWM逆变器中IGBT在关断和注册中的vCE 和 iC波形,由图可见,在iC降低进程中IGBT上呈现了过电压,其值为电源电压vCC和LdiC/dt两者的叠加。


图2
综上所述,缓冲电路关于作业频率高的自关断器材,经过限压、限流、按捺di/dt、dv/dt,把开关损耗从器材内部搬运到缓冲电路中去,然后再耗费到缓冲电路的电阻上,或许由缓冲电路设法再反响到电源中去。因而缓冲电路可分为两大类,前一种是能耗型缓冲电路,后一种是反响型缓冲电路。能耗型电路简略,在电力电子器材的容量不太大,作业频率不太高的场合下,这种电路运用很广泛。

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