逆阻断型GCT晶闸管的特点

    1．开发背景

    高压变频器分为电压型和电流型两大类，电流型变频器使系统的体积减小、价格降低、可靠性提高；但电流型变频器对开关器件的要求高，即应具有很高的阻断能力和自关断能力。目前能满足这种要求的高压开关器件只有逆阻断型GTO。但这种逆阻断型GTO和一般逆导通型GTO相比，若要达到同等的阻断能力，要增没高损耗的浪酒电路，且开关时间加长，使电流型变频器的控制性能比电压型差。

    新开发的GTO被称为GCT(GateCommulatecl Tu-noff Thyristor)，它是一种高耐压大电流器件，具有很强的关断能力。开关速度比GTO高10倍，使得用GCT的电流型变频器的控制性能与电压型一样。FI前GCT的最高阻断电压为6 kV，工作电流为4 kA，此外，其最突出的优点是可以取消浪涌电路。由于这种新高压器件的开发，使高压电流型变频器可在AC 6.6 kV的电网上直接运行，扩大了高压变频器在电力系统的应用范围。

    逆阻断GCT元件显示出逆导通GCT和二极管串联的特性，即保证在正向和反向都具有同等的阻断电压。这种开关器件特别适用于需要具备反向阻断能力的电流型变频器上。

    2．GCT的特点

   GCT是在GTO基础上开发的新型晶闸管，4 kA级的GCT的结构示意图如图3-21所示。它只显示了器件的一个小单元，整个器件由3000个单元并联制成。GCT和GTO相比，具有如下特点：

    ①为抑制关断时产生的高dU/dt的浪酒保护电路可取消。

    ②电荷蓄积时间减少为GTO的1/10，使得元器件的串并联十分容易。

    ③阴极的蓄积电荷减小为GTO的一半，使关断电流大大减小。

    ④GCT关断时，会从阳极向控制极转移电流，使GCT开始换流，关断过程使晶闸管特性瞬时转变成品体管特性。亦即关断电流(IA)几乎等于控制电流(IG)。很强的反向控制电流使GCT的3000个单元几乎同时关断，这样就缓和局部的电流集中，而无需浪涌电路。这个过程的时间大约为1μs，其关断波形如图3-22所示。图中IA是阳极电流，IG是反向控制电流，UAK为阳极电压。

    图3-21    逆阻断型GCT结构示意图

    图3-22    GCT的关断过程

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