晶闸管控制中的功率晶体管的达林顿驱动电路图

接线图 2023年10月21日 10:57 128 admin

　　早期的无刷直流电机根据容量不同，可分为晶体管驱动电机和晶闸管驱动电机两种。一般低压小容量的无换向器电机采用晶体管电机的方案；而容量较大的，通常都是晶闸管电机。由于晶体管和晶闸管不同，它的集电极负载电流和基极控制电流之间是直接联系的，要关断晶体管，只要把基极电流下降到零，就能使集电极电流消失，因此在晶体管电机中不存在逆变器的换相问题，这不但可以简化电机的控制电路，而且能够显著改善电机的性能。一般在7。5kW以下的电机中多用晶体管，而在10kW以上的电机里，往往采用晶闸管。当然这个界限也是相对的，随着大功率晶体管生产水平的提高，这个界限也会有所提高。

　　双极型大功率晶体管（GTR或称BJT），是一种冰晶球结构的晶体管，其工作结温高达200℃，在环境条件极端恶劣的航天领域，具有其他功率器件无法替代的优势。此外，GTR在高电压、大电流下较ICBT和MOSFET具有更低的通态饱和压降（在10A负载电流下，通态饱和压降小于0.2V），可以最大限度地提高变换器的效率。

　　大功率晶体管具有关断反向电压小的特点，开关噪声远远小于功率MOS-FET，并且工作在通态时处于饱和状态，GTR的功率损耗很小。但是大功率晶体管的单管放大倍数小，为了使其工作在饱和状态，必须增大基极驱动电流，增加驱动功耗；同时，由于放大倍数小，使其容易失去饱和而工作在放大区，使得大功率晶体管的功率损耗显著增大，并且缩小了安全运行范围。为此需采用了达林顿驱动结构，但常规的达林顿驱动结构通态下极易深度饱和，关断时存储时间长、关断损耗大，给电机换向带来较大影响。

　　本节以三相三状态永磁无刷直流电机晶体管放大电路为例，介绍功率晶体管驱动电路的设计。

　　通过实验和分析计算，本书研究并应用了一种改进的采用两只NPN型晶体管构成的达林顿驱动电路，晶体管VT1的型号为3DK10E，晶体管VT2的型号为3DK109F，达林顿电路如图所示。