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高压补偿电路及IGBT驱动电路特征
发布时间:2019-11-29 阅读量:629 来源:我爱方案网 作者:

IGBT绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。


高压补偿电路及IGBT驱动电路特征

图片来源于网络


IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区。


而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区,它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。


栅极电阻Rg的作用1、消除栅极振荡绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射(或栅源)极之间是容性结构,栅极回路的寄生电感又是不可避免的,如果没有栅极电阻,那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡,因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。2、转移驱动器的功率损耗电容电感都是无功元件,如果没有栅极电阻,驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上,使其温度上升很多。3、调节功率开关器件的通断速度栅极电阻小,开关器件通断快,开关损耗小;反之则慢,同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高,从而产生较大的干扰,严重的将使整个装置无法工作,因此必须统筹兼顾。


高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6—10kV母线上。这种补偿方式只能补偿6—lOkV母线以前线路上的无功功率,而母线后的厂内线路的无功功率得不到补偿,所以这种补偿方式的经济效果较后两种补偿方式差。但这种补偿方式的初投资较少,便于集中运行维护,而且能对工厂高压侧的无功功率进行有效的无功补偿,以满足工厂总功率因数的要求,所以这种补偿方式在一些大中型工厂中应用相当普遍。


1574996368479818.png

图片来源于网络


接在变配电所6~lOkV母线上的集中补偿的并联电容器组接线。这里的电容器组采用△联结,装在成套电容器柜内。为了防止电容器击穿时引起相间短路,所以△形联结的各边,均接有高压熔断器保护。 由于电容器从电阿上切除时有残余电压,残余电压最高可达电网电压的峰值,这对人身是极危险的,因此必须装设放电装置。为了确保可靠放电,电容器组的放电回路中不得装设熔断器或开关。室内高压电容器装置宜设置在单独房间内,当电容器组容量较小时,可设置在高压配电室内,但与高压配电装置的距离不应小于1. 5m。


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