《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 OffThyristor 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 1GTO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3 5 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2 3V 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