(GTR)電力晶體管驅動電路與緩沖電路解析
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電力晶體管驅動電路的重要性
驅動電路性能不好，輕則使GTR不能正常工作，重則導致GTR損壞。其特性是決定電流上升率和動態(tài)飽和壓降大小的重要因素之一。增加基極驅動電流使電流上升率增大，使GTR飽和壓降降低，從而減小開通損耗。
過大的驅動電流，使GTR飽和過深，退出飽和時間越長，對開關過程和減小關斷損耗越不利。驅動電路是否具有快速保護功能，是決定GTR在過電壓或過電流后是否損壞的關鍵因素之一。
雙極型功率晶體管的緩沖電路
GTR的緩沖器常采用阻容二極管RCD的吸收網絡
此處電阻R應選用電感量較小的電阻，電容C應選用低串聯(lián)電阻、電感小且頻率特性好的電容。
雙極型功率晶體管的緩沖電路，未加緩沖電路時，在開通和關斷過程中的某一時刻，會出現(xiàn)集電極電壓uC和集電極電流iC同時達到最大值的情況。這時瞬時開關損耗也最大。
采用開通和關斷緩沖電路，其負載線軌跡如圖 (c)的實線所示。
緩沖電路所以能夠減小開關器件的開關損耗，是因為把開關損耗由器件本身轉移至緩沖電路內，根據(jù)這些被轉移的能量如何處理，引出了兩類緩沖電路：
一類是耗能式緩沖電路，即轉移至緩沖器的開關損耗能量消耗在電阻上，這種電路簡單，但效率低；
另一類是饋能式緩沖電路，即將轉移至緩沖器的開關損耗能量以適當?shù)姆绞皆偬峁┙o負載或回饋給供電電源，這種電路效率高但電路復雜。
GTR的保護電路
(1) 過電流、短路保護
由于GTR存在二次擊穿等問題，由于二次擊穿很快，遠遠小于快速熔斷器的熔斷時間，因此諸如快速熔斷器之類的過電流保護方法對GTR類電子設備來說是無用的。 GTR的過電流保護要依賴于驅動和特殊的保護電路。
① 電壓狀態(tài)識別保護
當GTR處于過載或短路故障狀態(tài)時,隨著集電極電流的急劇增加,其基射極電壓和集射極電壓均發(fā)生相應變化,可利用這一特點對GTR進行過載和短路保護。
② 橋臂互鎖保護
逆變器運行時，可能發(fā)生橋臂短路故障，造成器件損壞。只有確認同一橋臂的一個GTR關斷后，另一個GTR才能導通。這樣能防止兩管同時導通，避免橋臂短路。
GTR的熱容量極小，過電流能力很低，要求故障檢測、信號傳送及保護動作能瞬間完成，要在微秒級的時間內將電流限制在過載能力的限度以內。
(2) 欠飽和過飽和保護
GTR的二次擊穿多由于GTR工作于過飽和狀態(tài)引起的，而過基極驅動引起的過飽和又使GTR的存儲時間不必要地加長，直接影響著GTR的開關頻率，所以GTR的過飽和及欠飽和保護對它的安全可靠工作有著極其重要的作用。
通常欠飽和保護可根據(jù)被驅動GTR的基射極電壓降的高低來自動調節(jié)基極驅動電流的大小，構成準飽和基極驅動器來完成。