(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的方式再提供給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。