缓冲电路的基本结构

缓冲电路的功能有抑制和吸收两个方面，因此图1（a）是这种电路的基本结构，串联的LS用于抑制di/dt的过量，并联的CS用于吸收器件上的过电压，即器件在关断时CS通过快速二极管DS充电，吸收器件上出现的过电压能量，由于电容电压不会跃变，限制了重加dv/dt。当器件开通时CS上的能量经RS泄放。对于工作频率较高、容量较小的装置，为了减小损耗，图1（a）中的RLCD电路，可以简化为图1（b）的形式。装置由RCD网络构成的缓冲电路普遍用于GTR、GTO、功率MOSFET及IGBT等电力电子器件的保护。

图1

图2所示的几种缓冲电路是上述基本RCD缓冲电路的简化或演变。如图所示，它们既可用于逆变器中IGBT模块的保护，也适用于其他电力电子器件的缓冲保护，但其性能有所不同。

图2

图2（a）是最简单的单电容电路，适用于小容量的IGBT模块或其他容量较小的器件，但由于电路中无阻尼元件，容易产生振荡，为此CS中可串入RS加以抑制，这种RC缓冲电路在晶闸管的保护中已用得很普遍。
图2（b）是把RCD缓冲电路用于由两只IGBT组成桥臂的模块上，此电路比较简单，但吸收功能较单独使用RCD时略差，多用于小容量元件的逆变器桥臂上。有时还可以把（a）、（b）两种缓冲电路并联使用以增强缓冲吸收的功能。
图2（c）是RS交叉连接的缓冲电路，当器件关断时，CS经DS充电，抑制dv/dt；当器件开通时，CS经电源和RS放电，同时有部分能量反馈回电源，这种电路对大容量的器件，例如400A以上的IGBT模块比较适合。
图2（d）是大功率GTO逆变桥臂上的非对称RLCD缓冲电路。图中限流电感LS经过DS和RS释放磁场能量。GTO关断时，CS经DS吸收能量并经RS把部分能量反馈到电网上去，因此损耗较小，适用于大容量的GTO逆变器。其中CS具有吸收电能和电压箝位双重功能，且效率较高。
图2（e）是三角形吸收电路，其特点是：（1）三只电容器之间几乎不需要连接线，所以寄生电感极小。（2）在电力电子器件工作过程中每只电容器都参与工作，电容器利用率高。（3）电路损耗较小。
缓冲电路引线中的杂散电感必须限制到最小，以防止电力电子器件在关断时出现电压尖峰，并消除杂散电感与缓冲电路中CS构成谐振回路所产生的振荡。所以缓冲电路中的R、C、D等元件也应力求采用无感元件。