生足以使晶体管开通的正向偏置电压，满足寄生晶体管开通擎住的条件，形成动态擎住效应。使用中必须防止发生擎住效应，为此可限制值，或者用加大栅极电阻的办法延长关断时间，以减少值。值得指出的是，动态擎住所允许的漏极电流比静态擎住所允许的要小，放生产厂家所规定的值是按动态擎住所允许的最大漏极电流来确定的。安全工作区安全工作区反映了个晶体管同时承受定电压和电流的能力。开通时的正向偏置安全工作区，由电流电压和功耗三条边界极限包围而成。最大漏极电流是根据避免动态擎住而设定的，最大漏源电压是由中晶体管的击穿电压所确定，最大功耗则是由最高允许结温所决定。导通时间越长，发热越严重，安全工作区则越窄，如图所示。高频逆变电源设计图的安全工作区的正向偏置的反向偏置的反向偏置安全工作区如图所示，它随关断时的而改变，越高，越窄。的驱动与保护技术因为的输入特性与的输入特性非常相似，输入阻抗均呈容性，都属电压驱动，都具有定的开启电压，因而两者的驱动原理相同。在驱动时，的静态和动态特性与栅极驱动密切相关，栅极的正偏压十,负偏压和栅极电阻的大小，对的通态电压，开关时间，开关损耗，承受短路能力以及等参数都有不同程度的影响，下面分别讨论驱动条件对各种特性参数的影响情况高频逆变电源设计图正偏置电压与和的关系正偏置电压增加，通态电压下降，开通能耗也下降，分别如图和所示。由图中还可看出，若固定不变时，导通电压将随漏极电流增大而增高，开通损耗将随结温升高而升高。负偏置电压增高时漏极电流明显下降，为了的可靠工作，通常在关断时加负偏压，般为左右。图与集电极浪涌电流和关断能耗的关系与集电极浪涌电流关系与关断能耗的关系高频逆变电源设计门极电阻增加，将使的开通与关断时间增加因而使开通与关断能耗均增加。而门极电阻减少，则又使增大，可能引发误导通，同时上的损耗也有所增加。为了改善栅极控制脉冲的前后沿陡度和防止振荡，减小集电极电流上升率，需要在栅极回路中串联电阻。栅极电阻的取值要适当，从减小电流上升率防止器件损坏方面考虑，凡选得大些好，但增大会使的开关时间增加，进而使开关损耗增加，因此，应根据的电流容量和电压额定值及开关频率的不同，选择合适的阻值。般应选择在十几欧至几百欧之间。由上述不难得知的特性随门板驱动条件的变化而变化,就象双极型晶体管的开关特性和安全工作区随基极驱动而变化样。但是所有特性不能同时最佳化。的保护由于与样具有极高的输入阻抗，容易造成静电击穿，故在存放和测试时应采取防静电措施。将用于电力变换时，为了保证安全运行，防止异常现象造成器件损坏，必须采取完备的保护措施。常用的保护措施有通过检出的过电流信号切断栅极信号，实现过电流保护利用缓冲电路抑制过电压，并限制过高的利用温度传感器检测的外壳温度，当超过允许温度时主电路跳闸，实现过热保护。双极型晶体管的开关特性随基极驱动条件，而变化。然而，对于来说，正如图所示，门极驱动条件仅对其关断特性略有影响。因此，我们应将更多的注意力放在的开通短路负载容量上。对驱动电路的要求可归纳如下与都是电压驱动，都具有个的阈值电压，有个容性输入阻抗，因此对栅极电荷非常敏感故驱动电路必须很可靠，要保证有条低阻抗值的放电回路，即驱动电路与的连线要尽量短。用内阻小的驱动源对栅极电容充放电，以保证栅极控制电压,有足够陡的前后沿，使的开关损耗尽量小。另外，开通后，栅极驱动源应能提供足够的功率，使不退出饱和而损坏。高频逆变电源设计驱动电路要能传递几十的脉冲信号。驱动电平十也必须综合考虑。增大时，通态压降和开通损耗均下降，但负载短路时的增大，能承受短路电流的时间减小，对其安全不利，因此在有短路过程的设备中应选得小些，般选。在关断过程中，为尽快抽取管的存储电荷，须施加负偏压,但它受的间最大反向耐压限制，般取。在大电感负载下，的开关时间不能太短，以限制出形成的尖峰电压，确保的安全。由于在电力电子设备中多用于高压场合，故驱动电路与控制电路在电位上应严格隔离。的栅极驱动电路应尽可能简单实用，最好自身带有对的保护功能，以增强抗干扰能力。集成化专用驱动器现在，大电流高电压的己模块化，它的驱动电路除上面介绍的由分立元件构成之外，现在己制造出集成化的专用驱动电路。其性能更好，整机的可靠性更高及体积更小。图系列集成驱动器的内部框图高频逆变电源设计，标准型，高速型集成化驱动电路的构成及性能下面以富士电机公司系列驱动器为例加以介绍。为标准型最大运行，其内部电路框图如图所示。它为直插式结构，额定参数和运行条件可参考其使用手册。系列驱动器的各引脚功能如下脚连接用于反向偏置电源的滤波电容器脚电源脚驱动输出脚用于连接外部电容器，以防止过流保护电路误动作大多数场合不需要该电容器脚过流保护输出脚集电极电压监视脚,不接脚电源脚,不接脚,驱动信号输入由于本系列驱动器采用具有高隔离电压的光耦合器作为信号隔离，因此用于交流的动力设备上。通常只能承受的短路电流，所以必须有快速保护电路。系列驱动器内设有电流保护电路，根据驱动信号与集电极之间的关系检测过电流，其检测电路如图所示。当集电极电压高时，虽然加入信号也认为存在过电流，但是如果发生过电流，驱动器的低速切断电路就慢速关断的过流不响应，从而保证不被损坏。如果以正常速度切断过电流，集电极产生的电压尖脉冲足以破坏，关断时的集电极波形如图所示在开关过程中需要个电压以获得低开启电压，还需要个关栅电压以防止关断时的误动作。这两种电压和均可由供电的驱动器内部产生如图所示。为了更好地应用，有关专家对作了解剖，经反复测试整理，得到的原理图，如图所示。图中参数均为实际测得，引脚标号与实际封装完全相同。高频逆变电源设计图过电流检测器及其相关波形图过电流检测图关断时的集电极电流波形低开启电压和关栅极电压的产生由放大部分过流保护部分和电压基准部分组成。放大部分由光藕合器和,组成，其中起隔离作用，是中间级，和组成推挽输出。过流保护部分由,和等组成。它们实现过流检测和延时保护功能。的脚通过快速二极管接至的集电极，显然它是通过检测电压的高低来判断是否发生短路。电压基准部分由,和组成，既为驱动提供反偏压，同时也为输入光耦合器提供负方向电源。桌面高频逆变电源设计图的原理图注意事项及典型应用电路只有的延时，慢关断动作时间约，与使用手册上标明的对的过电流不动作是有区别的。由于仅有的延时，只要大于的过流都会使慢关断电路工作。由于慢关断电路的放电时间常数较小，充电时间常数较大，后者是前者的倍，因此慢关断电路旦工作，即使短路现象很快消失，中的脚输出也难以达到的正常值。如果的已放电至终了值，则它被充电至的时间约为，与本脉冲关断时刻相距以内的所有后续脉冲正电平都不会达到，即慢关断不仅影响本脉冲，而且可能影响后续的脉冲。由图可知光耦合器由稳压管供电，这似乎简化了电路，但由于的脚接在的极，的开通和截止会造成其电位很大的跳动，可能会有浪涌尖峰，这无疑对可靠运行不利。另外，从其实际走线来看，光耦合器的脚到稳压管的走线很长，而且很靠近输出级易受干扰。开通和关断时，稳压管易受浪涌电压和电流冲击，易损坏。从印刷电路板实际走线看，的限流电阻两端分别接在的脚和脚上，在实际电路测试时易被示波器探头等短路，从而可能损坏，使不能继续使用。和驱动器分别能驱动,门的，驱动电路信号延迟,适用于高达的开关电路。如果集电极产生大的电压尖脉冲，可增大栅极串联电阻来加以限制。高速型驱动器分别能驱动,的，驱动电路信号延迟，适用于高达的开关电路。使用系列驱动器应注意的问题输入与输出电路应分开，即输入电路光耦合器接线远离输出电路，以保证有适当的绝缘强度和高的噪音阻抗。使用时不应超过使用手册中给出的额定参数值。如果按照推荐的运行条件工作，工作情况最佳。如果使用过高的驱动电压会损坏，而不足的驱动电压又会增加的通态压降。过大的输入电流会增加驱动电路的信号延迟，而不足的输入电流会增加和二极管的开关噪声。的栅射极回路的接线长度定要小于，且应使用双绞线。高频逆变电源设计电路中的电容器和用来平抑因电源接线阻抗引起的供电电压变化，而不是作为电源滤波用。增大的栅极串联电阻，抑制集电极产生大的电压尖脉冲。最后，再谈下的保护问题。因为是由和复合而成的，所以的保护可按,保护电路来考虑。主要是栅源过压保护静电保护准饱和运行采用缓冲电路等等。这些前面已经讲过，故不再赘述。另外应在电控系统中设置过压欠压过流和过热保护单元，以保证安全可靠工作，应该指出，必须保证不发生擎住效应。具体做法是，实际中使用的最大电流不超过其额定电流。图典型应用电路第章高频逆变电源的主电路系统的构成及工作原理主电路的设计参数课题主要技术要求如下直流侧输入电压波动输出交流电压输出交流电频率高频逆变电源设计容量移相式软开关高压逆变电源的电路设计与分析电源的整体结构设计逆变电源的整体结构简化框图如图所示，现将工作原理简要介绍如下三相工频交流电整流滤波后，变成可调直流电压，然后该直流电压经逆变后，再由功率变压器升压输出。电路中整流部分采用三相全桥可控整流，通过改变晶闸管的导通角而得到直流可调电压，从而达到控制输出功率与方便调试的目的。其主要电路图如图所示。工作原理在这里不详述。三相三相全桥可控整流电源滤波全桥逆变功率变压器负载切断电源触发器触发封锁驱动移相脉冲过流保护脉冲封锁图高频逆变电源设计三相全桥整流电路触发器图全桥逆变电路结构如图所示，采用移相式控制方式，可实现零电压开通与关断，开关器件的开关损耗很小，其详细的工作原理将在下节分析。移相脉冲是利用公司的专用移相控制芯片产生的。该芯片是单电源供电，具有四路脉冲输出，通过调