变频器中GTO的门极控制

    GTO的触发导通过程与普通晶闸管相似，关断则完全不同，门极控制技术的关键在于关断。影响关断的因素有哪些呢？主要有被关断的阳极电流、负载阻抗的性质、工作频率、缓冲电路、关断控制信号波形及温度等。造成难以关断的因素可能是：阳极电流大、电感性负载、工作频率高、结温高等。

   GTO的门极控制电路包括开通电路、关断电路和反偏电路。如图3-10所示。

    图3-10    门极控制电路结构示意图

    1．开通控制

    开通控制要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、宽度大、后沿缓。这是因为GTO是由多个小CTO元组成，各GTO元具有分散性，如果门极正向电流上升沿不陡，就会引起先导通的GTO元的电流密度过大。门极电流脉冲上升沿陡峭，可以使所有的GTO元几乎同时导通，电流分布趋于均匀。如果门极正向电压脉冲的幅度和宽度不足，可能会使部分GTO元尚未达到擎住电流时，门极脉冲已经结束，致使部分导电的GTO元承担全部的阳极电流而过热损坏。门极电流脉冲的后沿则应尽量缓，后沿过陡会产生振荡。

    2．关断控制

   GTO的关断控制是靠门极驱动电路从门极抽出P，基区的存储电荷，门极负电压越大，关断得越快。门极负电压一般要达到或接近门一阴极间雪崩击穿电压值，并要求保持较长时间，以保证GTO可靠关断。有时甚至在GTO下一次导通之前，门极负电压都不衰减到零，以防止GTO误导通。

    对关断控制电流波形的要求是：前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。脉冲前沿陡可缩短关断时间，减少关断损耗；但前沿过陡会使关断增益降低，阳极尾部电流增加，对GTO产生不利影响。门极关断控制电压脉冲的后沿要尽量平缓一些。若坡度太陡，由于结电容效应，尽管门极电压是负的，也会产生一个门极电流，该电流有使GTO开通的可能。

    图3-11所示为GTO桥式门极驱动电路。

   GTO桥式门极驱动电路的工作原理是：当VT1与VT4饱和导通时，形成门极正向触发电流，使GTO导通；当触发VT2、VT3这两只普通晶闸管导通时，形成较大的门极反向电流，使GTO关断。

    图3-11    GTO桥式门极驱动电路