Mi a kapu kikapcsolási tirisztor és működése

A „tirisztor” egy félvezető eszköz, amelyet népszerűen kapcsolóként használnak az áramkörökben. P-és N-típusú anyagok váltakozó rétegeivel a tirisztor négyrétegű szerkezetként van kialakítva. Két- és háromvezetékes kivitelben is kapható. A tirisztor háromvezetékes kialakítása anódból, katódból és kapuvezetékből áll. A tirisztor rendszerint akkor kezd vezetni, amikor a kapu vezetéke az árammal kiold, és ha be van kapcsolva, a tirisztor folyamatosan vezet, amíg a készülék feszültsége meg nem változik vagy megszűnik. Sokáig csak így lehetett kikapcsolni a tirisztort, ami megnehezítette az egyenáramú alkalmazásokra való jelentkezést. Később egy újabb konstrukciót vezettek be, amely megszüntette ezt a hátrányt a tirisztoron azáltal, hogy egyszerű módon be- és kikapcsolta a tirisztort. Ez az új kialakítás a „Kapu kikapcsolási tirisztor” nevet kapta. Mi az a kapu kikapcsolási tirisztor? Ez a Thyristor háromvezetékes kialakításainak egyike. Ahogy a neve is sugallja, a GTO a tirisztor továbbfejlesztett kialakítása, amely BE- és KIKAPCSOLHATÓ, a kapu áramkörének aktuális triggerjével. A Gate Turnoff Thyristor ezen funkciója lehetővé teszi olyan eszközök alkalmazását, ahol DC -t használnak, ami nem volt jellemző a korábbi tirisztorokra. Az alábbiakban felsoroljuk a Gate Turnoff Thyristor alapjait: A Gate Turnoff Thyristor egy nagy teljesítményű félvezető tirisztor. Ezek teljesen vezérelhető kapcsolók, amelyek képesek a be- és kikapcsolási funkciókat is végrehajtani. , A GTO további külső áramköröket igényel a be- és kikapcsolási áramok vezérléséhez. Ezt az eszközt a „General Electric” -nél találták ki. A GTO egy aktív félvezető eszköz. GTO-szimbólum -ólom, és kapu. A kapu kikapcsolási tirisztor szimbóluma nagyon hasonlít az SCR tirisztorhoz, kivéve a kapu terminált. Kapu kikapcsolás A tirisztor képes a készülék be- és kikapcsolására. Mivel ez a funkció megjelenik a kaputerminálon, a kaputerminál kétirányú nyílkapcsolattal van ábrázolva, amely a tirisztor ezen tulajdonságát szimbolizálja. Az alábbi ábra a kapu kikapcsolási tirisztor szimbólumát mutatja.A kapu lekapcsolásának szimbóluma Tirisztor A kapu kikapcsolási tirisztor szerkezete A kapu kikapcsolási tirisztor négyrétegű PNP -P szerkezetű. A régiókat P+, N-, P, N+képviseli. Az eszköz anódja erősen adalékolt P+ réteggel van összekötve. A készülék katódja erősen adalékolt N+ réteghez van csatlakoztatva. A kapu egy másik erősen adalékolt P+ régióhoz is kapcsolódik. A GTO felépítését az alábbiakban mutatjuk be.A kapu kikapcsolási tirisztor szerkezete A kapu kikapcsolási tirisztor működésének megértéséhez meg kell vizsgálni annak be- és kikapcsolási mechanizmusát is. Bekapcsolási mechanizmus Az SCR -hez hasonlóan a GTO is bekapcsolható, ha pozitív impulzust alkalmaz a katódra, kaputermináljához. De ez a GTO bekapcsolási folyamata nem olyan megbízható, mint az SCR. A kapu kikapcsolási tirisztor KIKAPCSOLÁSÁHOZ egy negatív kapuimpulzust alkalmaznak a katódra vonatkoztatva a kapu terminálján. A negatív impulzusra vonatkozó alkalmazás kiüríti a töltőhordozókat az anód- és a kapu régiókból. Általában a GTO képes a fordított feszültség blokkolására. De kisebb a blokkoló képessége. Tehát a GTO -k párhuzamosan vannak csatlakoztatva, hogy növeljék a kikapcsolási ellenállást. A fordított feszültséget blokkoló GTO szimmetrikus GTO tirisztor, S-GTO néven ismert. A GTO, amely nem tudja blokkolni a fordított feszültséget, aszimmetrikus GTO tirisztoroknak, A-GTO-nak nevezik. Az S-GTO-t áramforrás-inverterként használják. Az A-GTO-t feszültségforrás-inverterként, egyenáramú vontatókapcsolókként használják. VI Jellemzők A GTO VI jellemzői a következők. Ezen a ponton az N+ réteg, a P-réteg csomópontja fordított irányú lesz, valamint az N-réteg, a P+ réteg elágazása. Így ez a két fordított előfeszítésű csomópont nem teszi lehetővé az áramlást a katódról az anódra. Következésképpen nagyon kicsi áram folyik a készülékben fordított elfogultságú állapotban. Ha ezen a területen meghibásodás következik be, akkor nagyobb áram folyik. Most mind az N+, mind a P, mind az N-, ​​P+ csomópont mindkét irányban előfeszített állapotban van. Itt a központi csomópont, P, -N fordított irányú lesz. Emiatt a csomópont meghibásodása előtt csak kis mennyiségű áram folyik. Ezen a ponton, ha pozitív impulzust alkalmaz, meghibásodás következik be, és a készülék bekapcsol. A meghibásodás után nagyobb mennyiségű áram áramlik az áramkörben. A készülék bekapcsolása után negatív kapuimpulzust kell alkalmazni a GTO kikapcsolásához. Itt az alkalmazott negatív kapuimpulzusnak az anódfeszültség egyharmadának-egyötödének kell lennie, azaz 1/3 * anódfeszültségnek. Ezt a kapu minősítést is figyelembe kell venni a készülék megvásárlásakor.GTO jellemzők GateTurnoff tirisztor esetén, amelynek VI névleges értéke 1600v, 350A bekapcsolási feszültség 3.4 volt. A GTO bekapcsolási ideje 2 mikroszekundum, ami sokkal gyorsabb, mint az SCR, amely 8 mikroszekundumot vesz igénybe. A GTO tízszer gyorsabb, mint az SCR. A GTO kikapcsolási ideje 15 mikroszekundum. A GTO akár 1 kHz frekvencián is működhet. A GTO bekapcsolásához alkalmazandó kapuáram 2 amper, a KIKAPCSOLÁSHOZ szükséges kapufeszültség 200 amper, ami túl magas. Emiatt összetett áramkör -kialakításra van szükség a GTO kapu terminálján. A piacon a GTO újabb verziói is megjelennek, az úgynevezett integrált kapu kommutált tirisztorok (IGCT) néven, amelyek beépített erősítővel rendelkeztek a kapu terminálján, így az eszköz alacsonyabb kikapcsolási áram mellett is képes működni. .GTO -t használnak váltakozó áramú meghajtókban, egyenáramú aprítókban, egyenáramú megszakítókban és indukciós fűtési rendszerekben. Ezeket nagy teljesítményű inverterekben és változó fordulatszámú motorhajtásokban is alkalmazzák. Napjainkban a kapu kikapcsolási tirisztorokat integrált kapu-ingázott tirisztorok váltják fel. A KIKAPCSOLÁS folyamatának elősegítése érdekében a Gate Turnoff Thyristor nagyszámú tirisztor párhuzamos csatlakoztatásával készül. Még a készülék bekapcsolása után is, a jobb megbízhatóság érdekében legalább egy kis kapuáramot meg kell tartani. A Gate Turnoff Thyristor egy elnyelő áramkörrel is rendelkezik, amely megvédi a készüléket a túlmelegedéstől és a bekapcsolási folyamat közbeni károsodástól. Melyik áramot használja a kapu kikapcsolási tirisztor kikapcsolásához?

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista