9 电力电子器件的驱动解读
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电力电子器件的驱动与缓冲吸收电路概述
电力电子器件的驱动与缓冲吸收电路概述
三端功率开关器件的导通与否是通过门极控制的。
不同的电力电子器件对门极驱动信号有不同的要求。
通常，普通晶闸管要求门极胜发信号要有一定的幅度、宽度和陡度。
大功率晶体管的基极驱动要求提供足够的基极驱动电流，导通时能保证器件工作于饱和状态。
关断时要给基极施加一定的反向电压，以提高关断速度和提高承受集射极间电座的能力。
GTO晶闸管对门极驱动信号提出了更严格的要求，GTO晶闸管与普通晶闸管一祥靠合适的门极触发脉冲电流使其导通，因GTO晶闸管的维持电流较普通晶闸管的大，在负载电流变化较大的情况下，需要在导通期间连续地供给门极电流。
GTO晶闸管的门极关断电路应能供给为了切断值可关断电流所需要的门极关断电流，在关断期间要设置反偏电压以提高抗干扰能力。
IG-BT和功率MOSFET的驱动是最容易的，由于这两种功率器件的门极与阴极之间是绝缘的，所以是电压控制器件，驱动功率小，其门极可用一个电容与一个电阻的串联来等效。
所以这两种器件的门极驱动电路应能提供容性负载下的脉冲电流，频率愈高，容量愈大，需要的驱动电流愈大。
器件关断时，门极一般需要施加一个合适的反向电压，以提高关断速度和增强抗干扰能力。
电力电子器件的驱动
1.5 电力电子器件的驱动可控型电力电子器件（包括全控和半控）多为三端器件，其中有两个电极接主电路，如晶闸管的阳极和阴极、GTR的集电极和发射极。
工作时可承受很高的电压和通过很大的电流。
另一个电极起控制作用，如晶闸管的门极，MOSFET的栅极，在其上面施加一定的电压或通以适当的电流可以控制器件的通断。
较之主电路的电压或电流，这个起控制作用的电压或电流都很小，这种“以弱控强”的作用称之为驱动，与之相关的电路叫做驱动电路。
电力电子器件的结构和性能各不相同，对驱动信号的要求也不一样，这使得各种器件的驱动电路存在着很大的差异。
1.5.1 晶闸管驱动电路晶闸管为半控型电力电子器件，只能控制开通不能控制关断，因此在设计驱动电路时只考虑开通控制。
如前所述，晶闸管开通的条件是：（1）阳极与阴极之间加正向电压，阳极为正，阴极为负（这个电压一般很高）；（2）门极与阴极之间加一定数量的正向电压，门极为正，阴极为负（同时形成一定的门极电流）。
另外，晶闸管一旦导通，门极则失去控制能力，所以晶闸管的驱动信号只需一个电压和电流脉冲即可，但是脉冲的宽度要大于晶闸管的开通时间。
因此常把晶闸管的导通驱动叫做“触发”。
由图1-2可看出，晶闸管的门极和阴极之间为一PN结，控制信号相当于给这个PN结施加正向电压，那么电压U GK和电流I G之间就应表现出PN结正向特性的关系，但是，由于晶闸管的特殊要求导致设计和工艺上的差异，上述PN结和一般作为二极管使用的PN结的特性有很大的不同，主要表现在后者的正向伏安特性曲线基本上是一条斜率很大的指数曲线，并且同一型号产品基本都符合同一条曲线；而前者曲线的斜率有时会很小，且即使同一型号同一批量的产品，个别器件之间特性也存在着很大的离散性。
因此把某种型号的晶闸管门极伏安特性曲线中斜率最大的和最小的两条曲线标在UGK-IG平面，作为其门极伏安特性。
图1-20为晶闸管的门极特性，其中曲线AB为斜率最大的门极特性曲线，曲线FE为斜率最小的门极特性曲线，两线之间的扇型区域为可能出现的门极特性曲线的范围。
第三章 电力电子器件的驱动和保护资料
1
A
+
V5
R 10
C5
VD6
本触发电路属于内双脉冲电路。当 V5 、 V I1C6 都导通 V3 R6 时， V7 、 V8 截止，没有脉冲输出。只要 V5 、 V 6有 R7 一个截止，就会使 V7 、 V8 导通，有脉冲输出。因 R4 R8 此本电路可产生符合要求的双脉冲。 VD VD
Ts
1
VD 4
动画演示
2.2 晶闸管相控触发电路
一、晶闸管对触发电路的要求 （1）触发信号可为直流、交流或脉冲电压； （2）触发脉冲应有足够的功率； （3）触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿应尽 可能陡； （4）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉 冲移相范围必须满足电路要求。
二、常用的触发脉冲信号
（a）为正弦波触发脉冲信号。前沿不陡，触发准 确性差，仅用在触发要求不高的场合； （b）尖脉冲。生成较容易，电路简单，也用于 触发要求不高的场合； （c）矩形脉冲； （d）强触发脉冲。前沿陡，宽度可变，有强触 发功能，适用于大功率场合； （e）双窄脉冲。有强触发功能，变压器耦合效率 高，用于控制精度较高，感性负载的装置； （f）脉冲列。具有双窄脉冲的优点，应用广泛。
E1 (15V)
～ VD14 VD11
36V
+
C7
C6
B
TP
VD15
15V
R 18
220V
G
VD8
VD7
VD9
R 14 R 11
C3
RP2
R9
R 12
R 13
K
VS
R3
R1
V5
R 10
C5
VD6
R 16
A
+
V5
R 10
C5
VD6
本触发电路属于内双脉冲电路。当 V5 、 V I1C6 都导通 V3 R6 时， V7 、 V8 截止，没有脉冲输出。只要 V5 、 V 6有 R7 一个截止，就会使 V7 、 V8 导通，有脉冲输出。因 R4 R8 此本电路可产生符合要求的双脉冲。 VD VD
Ts
1
VD 4
动画演示
2.2 晶闸管相控触发电路
一、晶闸管对触发电路的要求 （1）触发信号可为直流、交流或脉冲电压； （2）触发脉冲应有足够的功率； （3）触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿应尽 可能陡； （4）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉 冲移相范围必须满足电路要求。
二、常用的触发脉冲信号
（a）为正弦波触发脉冲信号。前沿不陡，触发准 确性差，仅用在触发要求不高的场合； （b）尖脉冲。生成较容易，电路简单，也用于 触发要求不高的场合； （c）矩形脉冲； （d）强触发脉冲。前沿陡，宽度可变，有强触 发功能，适用于大功率场合； （e）双窄脉冲。有强触发功能，变压器耦合效率 高，用于控制精度较高，感性负载的装置； （f）脉冲列。具有双窄脉冲的优点，应用广泛。
E1 (15V)
～ VD14 VD11
36V
+
C7
C6
B
TP
VD15
15V
R 18
220V
G
VD8
VD7
VD9
R 14 R 11
C3
RP2
R9
R 12
R 13
K
VS
R3
R1
V5
R 10
C5
VD6
R 16
第4章 电力电子器件的驱动与保护
图4.11 门极驱动电路实例1
4.1.2 GTO驱动电路
2) 双电源光电耦合GTO门极驱动电路
图4.12 门极驱动电路实例2
4.1.3 GTR驱动电路
1. 对基极驱动电路的基本要求 ① 控制开通GTR时，驱动电流前沿要陡(小于1 μs )，并有一定的过冲 电流，以缩短开通时间，减小开通损耗。 ② GTR导通后，应相应减小驱动电流，使GTR处于准饱和导通状态， 且使之不进入放大区和深饱和区，以降低驱动功率，缩短储存时间。 ③ GTR关断时，应迅速加上足够大的反向基极电流，迅速抽取基区 的剩余载流子，确保GTR快速关断，并减小关断损耗。 ④ GTR的驱动电路要具有自动保护功能，以便在故障状态下能快速 自动切除基极驱动信号，避免GTR遭至损坏。
图4.13 理想的GTR基极驱动电流波形
4.1.3 GTR驱动电路
2. 贝克钳位电路 为了提高GTR的工作速度，都以抗饱和的贝克钳 位电路作为基本电路。它使GTR工作在准饱和状 态，提高了器件开关过程的快速性能，因此成为 一种被广泛采用的基本电路。电路的具体形式如 图4.14所示。
图4.14 贝克钳位电路
GE GE GE
GE
GE
GE
4.1.4 IGBT驱动电路
④ 要提供大小合适的反向驱动电压。IGBT关断时，在栅 极和发射极间施加反向电压(－U )可防止因关断时浪涌电 流过大而使IGBT误导通，并使IGBT快速关断。但反向驱 动电压也不能过高，否则会造成栅-射极反向击穿。一般 取反向电压数值为－5～－10V。 ⑤ 要提供合适的开关时间。快速开通和关断有利于提高 工作频率，减小开关损耗。但在大电感负载情况下，开关 时间过短会产生很高的尖峰电压，造成元器件击穿。因此 提供合适的开关时间，才能保证IGBT正常工作并不致损 坏。 ⑥ 要有较强的抗干扰能力及对IGBT的保护功能。驱动电 路与信号控制电路要严格进行电气隔离，防止相互间的干 扰；还要有完整的自保护功能。同时，信号控制电路到驱 动电路IGBT模块的引线要尽量短，且采用双绞线或同轴 电缆屏蔽线，以免引起干扰。
电力电子技术第2章 电力电子器件的驱动与保护
(b) (a)
图2-1 光电耦合器的类型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型
✓磁隔离的元件通常是脉冲变压器。
(c)
R：限流电阻
电力电子技术
4
2.1 电力电子器件的驱动电路
驱动电路分类
按驱动信号性质，可分为电流驱动型和电压驱动型。 具体形式可为分立元件、集成驱动电路。 双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合 集成电路。 首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。
2.1.1 晶闸管触发电路
VD11
~VD
14
220 V 36V
+15 V
R15
C7 + C6 B
VD 15
+Vc + 15 V
VD 7
TP VD8
R18
R14 R
13
VD9
脉冲信号
C5
R16
VD6
VT7
VT8
电力电子技术
21
2.1.1 晶闸管触发电路
同步信号为锯齿波的触发电路工作波形
u ST
ωt
R15
图2-3b）磁耦合隔离的晶闸管驱动电路
前进
电力电子技术
12
2.1.1 晶闸管触发电路
3. 同步信号为锯齿波的触发电路
该电路可分为：脉冲形成与放大、锯齿波形成及脉冲移相、同步信 号处理
三个基本环节，以及双脉冲形成、强触发等环节。
同步 信号 同步
信号 处理
uK
锯齿 波形
成
脉冲 移相 控制
脉冲 形成 (单稳 态）
由阻断转为导通。 ✓触发信号可以是交流形式，也可直流形式，但它们对门极-阴极来 说必须是正极性的。 ✓为了减少功率，触发信号通常采用脉冲形式。 ✓往往包括相位控制电路。
电力电子技术第三章 全控型器件的驱动
第一节 全控型电力电子器件的驱动
2.专用集成驱动电路芯片 1)驱动电路与IGBT栅射极接线长度应小于1m，并使用双绕线，以提 高抗干扰能力。
图3-9 电力MOSFET的一种驱动电路
第一节 全控型电力电子器件的驱动
3z10.tif
第一节 全控型电力电子器件的驱动
2)如果发现IGBT集电极上产生较大的电压脉冲，应增加栅极串接电 阻RG的阻值。 3)图3-10中外接两个电容为47μF，是用来吸收电源接线阻抗变化引 起的电源电压波动。
图3-6 抗饱和电路
第一节 全控型电力电子器件的驱动
图中VD1、VD2为抗饱和二极管，VD3为反向基极电流提供回路。在 轻载情况下，GTR饱和深度加剧使UCE减小，A点电位高于集电极电 位，二极管VD2导通，使流过二极管VD1的基极电流IB减小，从而减 小了GTR的饱和深度。抗饱和基极驱动电路使GTR在不同的集电极 电流情况下，集电结处于零偏或轻微正向偏置的准饱和状态，以缩 短存储时间。在不同负载情况下以及在应用离散性较大的GTR时， 存储时间趋向一致。应当注意的是，VD2为钳位二极管，它必须是 快速恢复二极管，该二极管的耐压也必须和GTR的耐压相当。因电 路工作于准饱和状态，其正向压降增加，也增大了导通损耗。
图3-2 门极控制电路 结构示意图
第一节 全控型电力电子器件的驱动
(1)开通控制 开通控制要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、宽 度大及后沿缓。
图3-3 推荐的GTO门极控制 信号波形
第一节 全控型电力电子器件的驱动
(2)关断控制 GTO的关断控制是靠门极驱动电路从门极抽出P2基区 的存储电荷，门极负电压越大，关断的越快。 (3)GTO的门极驱动电路 GTO的门极控制电路包括开通电路、关断 电路和反偏电路。 间接驱动是驱动电路通过脉冲变压器与GTO门极相连，其优点是： GTO主电路与门极控制电路之间由脉冲变压器或光耦合器件实现电 气隔离，控制系统较为安全；脉冲变压器有变换阻抗的作用，可使 驱动电路的脉冲功率放大器件电流大幅度减小。缺点是：输出变压 器的漏感使输出电流脉冲前沿陡度受到限制，输出变压器的寄生电 感和电容易产生寄生振荡，影响GTO的正确开通和关断。此外，隔 离器件本身的响应速度将影响驱动信号的快速
9 电力电子器件的驱动汇总
GTO V GTO L 1 L R3
R3 R4
VD2
N33 N C4C4 VD VD 4
4
V3
V3
R4
VD4和电容C4提供-15V电压
2018/10/15 电力电子技术
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C2 VD3
R1 R2 C3 V2 C4 V3 V1 GTO L R3 R4
VD1 50kHz N 1 50V N2 N3 C1 VD4
保护原则：将过电压的幅值抑制 到安全的限度以内。
a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型电力电子技术
太原工业学院自动化系
按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公 共端之间信号的性质分，可分为电流驱动型 和电压驱动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前 的趋势是采用专用集成驱动电路。
• 双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在 内的混合集成电路。
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9.1.3 典型全控型器件的驱动电路
1. 电流驱动型器件的驱动电路
1) GTO
GTO 的 开 通控 制 与 普 通晶 闸管相似，但对脉冲前沿的 幅值和陡度要求高，且一般 需在整个导通期间施加正门 极电流。
uG O t
iG O t
使 GTO 关断需施加负门极 电流，对其幅值和陡度的要 求更高，关断后还应在门阴 极施加约 5V 的负偏压以提高 抗干扰能力。
VD4
C4
V3
VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V 电压
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C2 VD3
C2 VD3
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R1
R1 R 2 R2
第一章：电力电子器件驱动及串并联讲诉
晶闸管的触发电路
（1）V1、V2 构成 脉冲放大环节 （2）脉冲变压器TM 和附属电路构成 脉冲输出环节 ★ V1、V2 导通时，通过脉冲 变压器TM向晶闸管的门极
+E1 VD1 +E2 TM VD2 R4
和阴极之间输出触发脉冲；
★ 当V1、V2 由导通变为截止 时，脉冲变压器通过 VD1 和 R3释放其储存的能量。
开关电路
触发电路
动作电流 整定值
图1-37
电子保护电路
过电流保护措施及配置位置
★ 快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器（仅适用晶闸管）
二．过电流保护措施
★ 同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性； ★ 快熔是电力电子装置中有效和应用广泛的一种过电流保护措施；
★ 选择快熔时应考虑：
（1）电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定； （2）电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定； （3）快熔的I 2 t 值应小于被保护器件的允许I 2 t 值； （4）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性；
§1.7.3
缓冲电路（Snubber Circuit）
★ 缓冲电路又称 吸收电路，用于抑制器件的： 内因过电压、过电流、du/dt、di/dt，减小器件的开关损耗
一．缓冲电路的分类
1．关断缓冲电路（du/dt 抑制电路） 吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗
2．开通缓冲电路（di/dt 抑制电路）
§1.6.2
晶闸管的触发电路
一．作用： 产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通 二．对晶闸管触发电路的要求
强脉冲幅值
3 IGT ~ 5 IGT 脉冲平顶幅值
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4）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触 发区域之内。 5）各触发脉冲必须同步，移相范围符合要求。
+E
1
+E
VD
1
2
TM
VD
2
R
4
R
1
R
3
V
R
1
2
V
晶 闸 管常 触见 发的 电 路
2
VD
3
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典型的直接耦合式GTO驱动电路：
C2 VD3
VD2
R1 R2 C3 V2 C4 V3 V1 GTO L R3 R4
VD1 50kHz N 50V 1 N2 N3 C1 VD4
式典 型 的 驱直 动接 电耦 路合 GTO首选所用器件生产厂家专
门开发的集成驱动电路。
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9.1.2 晶闸管的触发电路
作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保 证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。
广义上讲，整个触发电路应包括相位控制电路 和触发脉冲的放大及输出环节。
今天我们先讨论放大、输出部分，相控部分后 面讲述。
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晶闸管触发电路应满足下列要求：
1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住 电流的概念）。 一般：电阻性负载电路 20~50μs 电感性负载电路 1ms 三相电路 宽脉冲、双窄脉冲（>=600） 2)触发脉冲应有足够的幅度。 为使并联的晶闸管能同时导通，要求能够产生强 触发脉冲。 强触发电流的幅值为一般触发电流的5倍 左右。 3）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路 的电气隔离。
第九章 电力电子器件的 驱动与保护
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9.1.1 电力电子器件驱动电路概述
驱动电路 —— 主电路与控制电路之间的接口， 是电力装置的重要环节，对整个装置的性能 有很大的影响。
使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短 开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、 可靠性和安全性都有重要的意义。 对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱 动电路中，或通过驱动电路实现。
a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型电力电子技术
太原工业学院自动化系
按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公 共端之间信号的性质分，可分为电流驱动型 和电压驱动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前 的趋势是采用专用集成驱动电路。
• 双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在 内的混合集成电路。
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驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电 气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。
光隔离一般采用光耦合器
磁隔离的元件通常是脉冲变压器
ID R Uin IC R1 Uout E R R1 E R R1 E
a)
光耦合器的类型及接法
b)
c)
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C2 VD3
VD2
C2 VD3
VD2
R1 R2
V1 GTO L R3
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R1
VD1 VD
1
R2 C3 V2 C4
G V1 V3 R4
电力电子技术
Hz N 1 V
50kHz N 50V 1
N2
3
N N 2 N3
C1
VD4
C1V C3R V2
3 4
R
• 二极管VD1和电容C1提供+5V电压
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推荐的GTO门极电压电流波形
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GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电 路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合
式和直接耦合式两种类型。
直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和 寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿，因此目前应用
较广，但其功耗大，效率较低。
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驱动电路的基本任务：
将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求， 转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间， 可以使其开通或关断的信号。 对半控型器件只需提供开通控制信号。 对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提 供关断控制信号。 单从原理上说，驱动电路主要起开关功率放大的 作用，即脉冲放大器。但是电力电子器件的开关 特性与驱动电路的性能密切相关。同样的器件， 采用不同的驱动电路往往会得到不同的开关特性。
VD4
C4
V3
VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V 电压
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C2 VD3
C2 VD3
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R1
R1 R 2 R2
VD2
50kHz N 50kHz N1 50V 50V 1
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9.1.3 典型全控型器件的驱动电路
1. 电流驱动型器件的驱动电路
1) GTO
GTO 的 开 通控 制 与 普 通晶 闸管相似，但对脉冲前沿的 幅值和陡度要求高，且一般 需在整个导通期间施加正门 极电流。
uG O t
iG O t
使 GTO 关断需施加负门极 电流，对其幅值和陡度的要 求更高，关断后还应在门阴 极施加约 5V 的负偏压以提高 抗干扰能力。
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VD4
C4
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C2C VD 2 VD 3 R1 3
VD2
R1
GTO L R3 V R4
VD2
R2
VD1
R2
V1
50kHz N 50V 1
50kHz N 50V 1
NVD 1 C 2
1
C3 V2 V C1 C4 C3 3V2
N N3 2 VD4 N3
1
GTO L R3 R4
IM
V1 、 V2 构成脉冲放大环 节
I t
脉 冲 变 压 器 TM 和 附 属 电路构成脉冲输出环节
V1、V2导通时，通过脉 t1 t2 t 3 t4 冲变压器向晶闸管的门 理想的晶闸管触发脉冲电流波形 极和阴极之间输出触发 脉冲。 t1~t2脉冲前沿上升时间（<1s） t1~t3强脉宽度 VD1 和 R3 是为了 V1 、 V2 由导通变为截止时脉冲 IM强脉冲幅值（3IGT~5IGT） 变 压 器 TM 释 放 其 储 存 t1~t4脉冲宽度 I脉冲平顶 的能量而设 。 幅值（1.5IGT~2IGT）
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4）不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触 发区域之内。 5）各触发脉冲必须同步，移相范围符合要求。
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VD
1
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TM
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晶 闸 管常 触见 发的 电 路
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典型的直接耦合式GTO驱动电路：
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R1 R2 C3 V2 C4 V3 V1 GTO L R3 R4
VD1 50kHz N 50V 1 N2 N3 C1 VD4
式典 型 的 驱直 动接 电耦 路合 GTO首选所用器件生产厂家专
门开发的集成驱动电路。
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9.1.2 晶闸管的触发电路
作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保 证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。
广义上讲，整个触发电路应包括相位控制电路 和触发脉冲的放大及输出环节。
今天我们先讨论放大、输出部分，相控部分后 面讲述。
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晶闸管触发电路应满足下列要求：
1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住 电流的概念）。 一般：电阻性负载电路 20~50μs 电感性负载电路 1ms 三相电路 宽脉冲、双窄脉冲（>=600） 2)触发脉冲应有足够的幅度。 为使并联的晶闸管能同时导通，要求能够产生强 触发脉冲。 强触发电流的幅值为一般触发电流的5倍 左右。 3）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路 的电气隔离。
第九章 电力电子器件的 驱动与保护
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9.1.1 电力电子器件驱动电路概述
驱动电路 —— 主电路与控制电路之间的接口， 是电力装置的重要环节，对整个装置的性能 有很大的影响。
使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短 开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、 可靠性和安全性都有重要的意义。 对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱 动电路中，或通过驱动电路实现。
a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型电力电子技术
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按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公 共端之间信号的性质分，可分为电流驱动型 和电压驱动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前 的趋势是采用专用集成驱动电路。
• 双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在 内的混合集成电路。
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驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电 气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。
光隔离一般采用光耦合器
磁隔离的元件通常是脉冲变压器
ID R Uin IC R1 Uout E R R1 E R R1 E
a)
光耦合器的类型及接法
b)
c)
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C2 VD3
VD2
C2 VD3
VD2
R1 R2
V1 GTO L R3
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R1
VD1 VD
1
R2 C3 V2 C4
G V1 V3 R4
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Hz N 1 V
50kHz N 50V 1
N2
3
N N 2 N3
C1
VD4
C1V C3R V2
3 4
R
• 二极管VD1和电容C1提供+5V电压
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推荐的GTO门极电压电流波形
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GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电 路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合
式和直接耦合式两种类型。
直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和 寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿，因此目前应用
较广，但其功耗大，效率较低。
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驱动电路的基本任务：
将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求， 转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间， 可以使其开通或关断的信号。 对半控型器件只需提供开通控制信号。 对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提 供关断控制信号。 单从原理上说，驱动电路主要起开关功率放大的 作用，即脉冲放大器。但是电力电子器件的开关 特性与驱动电路的性能密切相关。同样的器件， 采用不同的驱动电路往往会得到不同的开关特性。
VD4
C4
V3
VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V 电压
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C2 VD3
C2 VD3
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R1
R1 R 2 R2
VD2
50kHz N 50kHz N1 50V 50V 1
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9.1.3 典型全控型器件的驱动电路
1. 电流驱动型器件的驱动电路
1) GTO
GTO 的 开 通控 制 与 普 通晶 闸管相似，但对脉冲前沿的 幅值和陡度要求高，且一般 需在整个导通期间施加正门 极电流。
uG O t
iG O t
使 GTO 关断需施加负门极 电流，对其幅值和陡度的要 求更高，关断后还应在门阴 极施加约 5V 的负偏压以提高 抗干扰能力。
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VD4
C4
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C2C VD 2 VD 3 R1 3
VD2
R1
GTO L R3 V R4
VD2
R2
VD1
R2
V1
50kHz N 50V 1
50kHz N 50V 1
NVD 1 C 2
1
C3 V2 V C1 C4 C3 3V2
N N3 2 VD4 N3
1
GTO L R3 R4
IM
V1 、 V2 构成脉冲放大环 节
I t
脉 冲 变 压 器 TM 和 附 属 电路构成脉冲输出环节
V1、V2导通时，通过脉 t1 t2 t 3 t4 冲变压器向晶闸管的门 理想的晶闸管触发脉冲电流波形 极和阴极之间输出触发 脉冲。 t1~t2脉冲前沿上升时间（<1s） t1~t3强脉宽度 VD1 和 R3 是为了 V1 、 V2 由导通变为截止时脉冲 IM强脉冲幅值（3IGT~5IGT） 变 压 器 TM 释 放 其 储 存 t1~t4脉冲宽度 I脉冲平顶 的能量而设 。 幅值（1.5IGT~2IGT）