《可关断晶闸管》PPT课件.ppt

二、可关断晶闸管,可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor)简称GTO。 它具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高，电流大等。同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。,1、可关断晶闸管及其工作原理 2、可关断晶闸管的特性与主要参数 3、三、可关断晶闸管的驱动电路,（1）与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。 （2）和普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。,1、可关断晶闸管的结构,图1.4.1 GTO的内部结构和电气图形符号 (a) 各单元的阴极、门极间隔排列的图形 ( b) 并联单元结构断面示意图,2、可关断晶闸管的工作原理 1）GTO的导通机理与SCR是相同的。GTO一旦导通之后，门极信号是可以撤除的, 但在制作时采用特殊的工艺使管子导通后处于临界饱和，以便用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。而普通晶闸管处于深饱和状态。,2）在关断机理上与SCR是不同的。门极加负脉冲即从门极抽出电流(即抽取饱和导通时储存的大量载流子)，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。,3、可关断晶闸管的主要参数,（1）最大可关断阳极电流IATO:它是GTO的额定电流； （2）电流关断增益off：GTO的门极可关断能力可用电流关断增益off来表征，最大可关断阳极电流IATO与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益。 通常大容量GTO的关断增益很小，不超过35。这正是GTO的缺点。一个1000A的GTO关断时门极负脉冲电流峰值要200A 。,2）使用时必须注意 ：,4、可关断晶闸管的应用,1）GTO主要用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。,不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时应和电力二极管串联 。,用门极正脉冲可使GTO开通， 用门极负脉冲可以使其关断，这是GTO最大的优点。但要使GTO关断的门极反向电流比较大， 约为阳极电流的/左右。 GTO的通态管压降比较大， 一般为23V。 GTO有能承受反压和不能承受反压两种类型， 在使用时要特别注意。,5、GTO的门极驱动电路,1）对GTO门极控制信号的要求 （1）开通控制：要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、 宽度大及后沿缓。,（2）关断控制：要求前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。,）GTO的门极驱动电路,：开通限流；：在SCR阳极电流下降期间释放出储能，补偿GTO的门极关断电流，提高了关断能力。,（1）电源经使GTO触发导通，电容充电。当关断时，电容放电，反向电流使GTO关断。,优点：简单可靠； 缺点：无独立的关断电源， 其关断能力有限且不易控制。另一方面，电容上必须有一定的能量才能使GTO关断，故触发的脉冲必须有一定的宽度。,（2）导通：1、2导通时GTO被触发； 关断：1、2关断和SCR、SCR导通时GTO门极与阴极间流过负电流而被关断；,由于GTO的开通和关断均依赖于一个独立的电源，故其关断能力强且可控制，其触发脉冲可采用窄脉冲；,（3）导通和关断用两个独立的电源，开关元件少，电路简单。,（4）对于300A以上的GTO，用此驱动电路可以满足要求。,