3.2 驅(qū)動電路的工作原理

當輸入信號V_in為高電平時，光耦截止，B點近似等于電源電壓，A點為R₃與R₄的分壓電平，則V_B>V_A，電壓比較器輸出端C為低電平，三極管V₁截止，V₂導通，V₃、V₄截止，從而GTR截止。

當輸入信號V_in由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，光耦輸出由截止變?yōu)閷ā?i>C₁經(jīng)R₈、D₃進行充電，利用電容二端的電壓不能突變的特點，V₂的基極電位也變?yōu)榱?，V₂截止，V₃、V₄導通，經(jīng)過加速網(wǎng)絡C₂、R₁₂使GTR迅速飽和導通；當GTR導通后，它的V_CE隨之下降，D₆導通，使B點的電位箝位于V_B=V_CEV_A，電壓比較器A₁輸出端C變?yōu)楦唠娖?，使V₁導通，V₂的基極電位維持在地電位上；維持V₂截止，V₃、V₄導通。同時V₁的導通給C₁提供了放電回路，使電容C₁的兩端電壓下降為零，為下次工作做準備。

當V_in由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，光耦輸出級由導通變?yōu)榻刂?，使D₁導通，D₂截止，重新使V_B>V_A，C點輸出低電平，V₁截止，V₂導通，由C₂、V₅、D₁₀、D₉等組成的反偏電路使GTR迅速關斷，D₆同時截止。下一周期將重復上述工作過程。

帶有反偏驅(qū)動電路的工作原理如下：當V₄導通時，GTR也導通。通過加速電容C₂的比較大的充電電流向GTR基極提供過驅(qū)動電流，最大電流僅受R₁₁阻值限制。充電結束后，進入導通階段，GTR的基極電流由R₁₁、R₁₂和D₈共同決定，此時C₂充有左正右負的電壓。當V₄關斷V₅導通時，電容C₂經(jīng)V₅的C-E結→D₁₀→D₉→C₂放電。GTR的反偏電壓等于D₁₀的導通壓降，約為0.7V左右，使GTR迅速截止。

3.3 保護電路工作原理

在正常工作過程中，由于D₆導通，使V_B=V_CE；若GTR發(fā)生過載或其它原因退出飽和狀態(tài)，使V_CE上升到V_B=V_CE

3.4 驅(qū)動電路的器件要求

首先對光電耦合器的要求是高速型光耦。這是因為對于橋式逆變電路，同一橋臂的上下兩個互補的控制信號之間應當設置死區(qū)時間t_Δ（15～20μs之間），因普通光耦開關時間較長，一般在（4～6μs）之間，而后級驅(qū)動的延遲時間長達10μs左右，而且可能出現(xiàn)開通與關斷時間不等的現(xiàn)象，使正常的死區(qū)時間得不到保證。為了能安全可靠地工作，必須選用高速型光耦，并把后級驅(qū)動總延遲嚴格限制在5μs以內(nèi)。例如圖2中選用高速型光耦6N137就能滿足系統(tǒng)的要求。

其次對光耦的要求是具有較強的抗干擾能力。這是因為在GTR的開關轉(zhuǎn)換過程中，P點的電位是發(fā)生跳變的（圖3）。如GTR1導通或D₁續(xù)流時，P點與M點等電位；而GTR2導通或D₂續(xù)流時，P點又與N點等電位。P點電位的跳變速度由二極管反向恢復時間決定。對于中小功率三相異步電機變頻器，P點的dv/dt將達到每秒數(shù)千伏。若光耦抗干擾能力不強。P點電位的跳變將會通過光耦內(nèi)部寄生電容耦合，在驅(qū)動電路中形成干擾脈沖，致使GTR發(fā)生誤動作而不能正常工作。

圖3 GTR主電路與驅(qū)動電路的連接關系

4 結語

驅(qū)動電路是GTR安全工作的基礎，精心設計驅(qū)動電路，精心選擇驅(qū)動電路元器件和參數(shù)，是保證整機可靠運行的一個重要環(huán)節(jié)。近年已廣泛采用這類專用模塊驅(qū)動電路，（如UAA4002），使GTR的工作更加安全可靠。實踐證明，本文設計的這套帶反偏壓自適應驅(qū)動電路結構簡單，性能可靠，能滿足采用GTR逆變器的一般驅(qū)動要求。