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变频器电力电子器件中门极可关断晶闸管(GTO)简介

来源:艾特贸易2017-06-04

简介普通晶闸管由于只能用门极信号触发导通而不能使其关断,因此必须设置强迫换流电路,使整体线路的结构变得复杂,效率降低。为克服这一缺点,研制出具有自关断能力的晶闸管,即

    普通晶闸管由于只能用门极信号触发导通而不能使其关断,因此必须设置强迫换流电路,使整体线路的结构变得复杂,效率降低。为克服这一缺点,研制出具有自关断能力的晶闸管,即GTO。它的导通触发与普通晶闸管相同,若要使它关断,只要在门极加上负电流脉冲即可。这样,GTO就成为全控器件。    GTO的内部结构如图1-22 (a)所示,图1-22 (b)所示为GTO符号。
GTO的结构及符号
    1-22    GTO的结构及符号    GTO也是一种四层三端元件,其导通机理和特性均类似于普通晶闸管,而关断机理可用图1-23所示的双晶体管结构来模拟说明。当晶体管VT2的电流增益设计成接近1,并且负的门极电流足够大,能将集电极电流Ic1向门极转移并流出门极,则器件即可关断。关断前阳极电流与负门极电流之比称为关断增益,一般在35之间,例如600AGTO关断时,要求负的门极电流为120A,约占阳极电流的20%
GTO的双晶体管模拟图
    1-23    GTO的双晶体管模拟图    GTO的普及与应用晚于晶闸管,主要由于存在触发功率大和缓冲保护复杂等缺点。一个GTO器件所需配置的驱动电路(提供正向或反向触发电流)在体积上往往比器件本身大得多。为了方便用户,通常把GTO器件与相应的驱动缓冲电路配在一起,形成GTO组件,使安全与正常工作有了保证。    目前GTO多用于大功率电气传动中,如交流传动机车、地铁车辆、大型轧钢机等都使用着GTO变频器。在国外,GTO器件的最大容量已做到6000A/6000V