门极可关断晶闸管如图6—11所示,从图中可以看出, GTO与普通的晶闸管(SCR)结构相似,但为了实现关断功能,GTO的两个等效三极管的放大倍数较SCR的小,另外制造工艺上也有所改进。
图 6—11 门极可关断晶闸管的外形、结构、等效电路和符号电源E,通过R,为GTO的A、K极之间提供正向电压AK,电源E、E2通过开关S为GTO的G极提供正压或负压。有开关S置于“1”时,电源E,为GTO的G极提供正压Uck>0) , GTO导通,有电流从A极流入,从K极流出;i开关S置于“2”时,电源E2为GTO的G极提供负压Uck<0) , GTO马上关断,电流无法从A极流入。
普通晶闸管和 GTO共同点是给 G 极加正压后都会触导通,撤去 G 极电压会继续处于导通状态;不同点在于 SCR 的 G 极加负压时仍会导通,而GTO 的 G 极加负压时会关断。
应用电路
门极可关断晶闸管主要用于高电压、大功率的直流交换电路(斩波电路)和逆变、电路中。GTO 导通需要开
通信号,截止需要关断信号,图 6—13 所示是一种典型的门极可关断晶闸管驱动电路。
(1)开通控制
要让GTO导通,可将开通信号送到三极管VT,的基极,VT,导通,有电流流过变压器 T,的绕组L,, L产生上负下正电动势, T,二次绕组L12感应出上负下正的电动势(标小圆点的同名端电压极性
相同),该电动势使二极管VD2导通,有电流流过电阻R,,电流途径是: L12下正→VD,-R-R,-L上负,该电流从右往左流过R,, R,上得到左负右正电压,该电 压即为GTO的Uck电压,其对G、K极而言是一个正向电压,故GTO导通。
(2)关断控制
要让GTO截止,可将关断信号送到三极管VT2的基极,VT2导通,有电流流过变压器T2的绕组L2, L2产生上正下负电动势, T2二次绕组L22感应出上正下负的电动势(标小圆点的同名端电压极性相同),该电动势经R,加到单向晶闸管SCR的G、K极,为SCR提供一个正向Uck电压, SCR触发导通,马上有电流流过GTO、SCR,电流途径是L2上正→GTO的A、K极→VD,—R,→SCR的A、K极→L2的下负,此电流从左往右流过R, R,上得到左正右负电压,该电压与VD,两端电压(电压极性是上正下负,约0.7V)叠加后即为GTO的Uok电压,该电压对G、K极而言是一个反向电压,故GTO关断。
VS,、 VD,为阻尼吸收电路,开通信号去除后,三极管VT,由导通转为截止,流过L1的电流突然减小(变为0), L,马上产生上正下负的反电动势(又称反峰电压) ,该电动势很高,容易击穿VT,,在L,两端并联VS,和VD,后,反电动势先击穿稳压二极管VS, (VS,击穿导通后,电压下降又会恢复截止) ,同时VD,也导通,反电动势迅速被消耗而下降,不会击穿三极管VT,。VD,的功能与VS,、VD,相同,用于保护三极管 VT,不被L产生的反电动势击穿。
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