可关断晶闸管.ppt

二、可关断晶闸管二、可关断晶闸管 可关断晶闸管可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor)GTO(Gate-Turn-Off Thyristor)GTO。它具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高，电流大等。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。通，在负脉冲电流触发下关断。1 1、可关断晶闸管及其工作原理、可关断晶闸管及其工作原理2 2、可关断晶闸管的特性与主要参数、可关断晶闸管的特性与主要参数3 3、三、可关断晶闸管的驱动电路、三、可关断晶闸管的驱动电路1 （1 1）与普通晶闸管的相同点：）与普通晶闸管的相同点：PNPNPNPN四层半导体结构，四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。外部引出阳极、阴极和门极。（2 2）和和普普通通晶晶闸闸管管的的不不同同点点：GTOGTO是是一一种种多多元元的的功功率率集集成成器器件件，内内部部包包含含数数十十个个甚甚至至数数百百个个共共阳阳极极的的小小GTOGTO元元，这些这些GTOGTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。1 1、可关断晶闸管的结构、可关断晶闸管的结构图图1.4.1 GTO的内部结构和电气图形符号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并联单元结构断面示意图 232 2、可关断晶闸管的工作原理、可关断晶闸管的工作原理 1 1）GTOGTO的的导通机理导通机理与与SCRSCR是是相同的相同的。GTOGTO一旦导通一旦导通之后，门极信号是可以撤除的之后，门极信号是可以撤除的,但在制作时采用特殊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。深饱和状态。2 2）在）在关断机理关断机理上与上与SCRSCR是是不同不同的的。门极加负脉冲即从门极抽。门极加负脉冲即从门极抽出电流出电流(即抽取饱和导通时储存即抽取饱和导通时储存的大量载流子的大量载流子)，强烈正反馈使，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。器件退出饱和而关断。43、可关断晶闸管的主要参数可关断晶闸管的主要参数 （1 1）最大可关断阳极电流）最大可关断阳极电流I IATOATO:它是它是GTOGTO的额定电流；的额定电流；（2 2）电电流流关关断断增增益益offoff：GTOGTO的的门门极极可可关关断断能能力力可可用用电电流流关关断断增增益益offoff来来表表征征，最最大大可可关关断断阳阳极极电电流流I IATOATO与与门极负脉冲电流最大值门极负脉冲电流最大值I IGMGM之比称为电流关断增益。之比称为电流关断增益。通通常常大大容容量量GTOGTO的的关关断断增增益益很很小小，不不超超过过3535。这这正正是是GTOGTO的的缺缺点点。一一个个1000A1000A的的GTOGTO关关断断时时门门极极负负脉脉冲冲电流峰值要电流峰值要200A 200A。52 2）使用时必须注意）使用时必须注意 ：4 4、可关断晶闸管的应用、可关断晶闸管的应用 1 1）GTOGTO主要主要用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域域，显示出强大的生命力。，显示出强大的生命力。v 不少不少GTOGTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时应和电力二极管串联受反压时应和电力二极管串联 。v 用门极正脉冲可使用门极正脉冲可使GTOGTO开通，开通，用门极负脉冲可以使其用门极负脉冲可以使其关断，这是关断，这是GTOGTO最大的优点。但要使最大的优点。但要使GTOGTO关断的门极反关断的门极反向电流比较大，向电流比较大，约为阳极电流的约为阳极电流的/左右。左右。v GTOGTO的通态管压降比较大，的通态管压降比较大，一般为一般为2 23V3V。v GTOGTO有能承受反压和不能承受反压两种类型，有能承受反压和不能承受反压两种类型，在使用在使用时要特别注意。时要特别注意。65 5、GTOGTO的门极驱动电路的门极驱动电路1 1）对）对GTOGTO门极控制信号的要求门极控制信号的要求（1 1）开通控制：要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、）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。宽度大及后沿缓。（2 2）关断控制：要求）关断控制：要求前沿较陡、宽度足够、前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。幅度较高、后沿平缓。7）GTOGTO的门极驱动电路的门极驱动电路 ：开通限流；：在：开通限流；：在SCRSCR阳极电流下降期间释放出储能，阳极电流下降期间释放出储能，补偿补偿GTOGTO的门极关断电流，提高了关断能力。的门极关断电流，提高了关断能力。（1 1）电源经使电源经使GTOGTO触发导通，电容充电。当关触发导通，电容充电。当关断时，电容放电，反向电流使断时，电容放电，反向电流使GTOGTO关断。关断。优点：简单可靠；优点：简单可靠；缺点：无独立的关断电源，缺点：无独立的关断电源，其关断能力有限且不易控制。其关断能力有限且不易控制。另一方面，电容上必须有另一方面，电容上必须有一定的能量才能使一定的能量才能使GTOGTO关断，关断，故触发的脉冲必须有一定故触发的脉冲必须有一定的宽度。的宽度。8（2 2）导通：导通：1 1、2 2导通时导通时GTOGTO被触发；被触发；关关断断：1 1、2 2关关断断和和SCRSCR、SCRSCR导导通通时时GTOGTO门极与阴极间流过负电流而被关断；门极与阴极间流过负电流而被关断；l 由于由于GTOGTO的开通和关断均的开通和关断均依赖于一个独立的电源，故其依赖于一个独立的电源，故其关断能力强且可控制，其触发关断能力强且可控制，其触发脉冲可采用窄脉冲；脉冲可采用窄脉冲；9 （3 3）导通和关断用两个）导通和关断用两个独立的电源，开关元件少，独立的电源，开关元件少，电路简单。电路简单。（4 4）对对于于300A300A以以上上的的GTOGTO，用用此此驱驱动动电电路路可可以满足要求。以满足要求。101112此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！13