電力電子技術(shù)-新能源變換技術(shù)教學(xué)課件：2.6 GTO

新能源變換技術(shù)

GTO絕緣柵雙極性晶體管IGBT門極可關(guān)斷晶閘管GTO一、可關(guān)斷晶閘管（GTO）門極可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管(GTO)也稱門極可關(guān)斷晶閘管，是一種具有自關(guān)斷能力的晶閘管。一、可關(guān)斷晶閘管（GTO）特點(diǎn)既可用門極正向觸發(fā)信號(hào)使其觸發(fā)導(dǎo)通，又可向門極加負(fù)向觸發(fā)電壓使其關(guān)斷。單相半波可控整流電路結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容由于不需用外部電路強(qiáng)迫陽(yáng)極電流為0而使之關(guān)斷，僅由門極觸發(fā)信號(hào)去關(guān)斷。一、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)化了電力變換主電路提高了工作的可靠性減少了關(guān)斷損耗提高電力電子變換的最高工作頻率GTO是比較理想的大功率開關(guān)器件GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理（1）GTO的結(jié)構(gòu)在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容GTO的基本結(jié)構(gòu)與普通晶閘管相同，屬于PNPN4層3端器件。陽(yáng)極A陰極K門極G（b）GTO的圖形符號(hào)二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理（a）GTO的外形可關(guān)斷晶閘管二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理GTO是多元的功率集成器件，內(nèi)部包含了數(shù)十個(gè)甚至是數(shù)百個(gè)共陽(yáng)極的GTO元。小的GTO元的陰極和門極則在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起，且每個(gè)GTO元陰極和門極距離很短。有效減小橫向電阻，因此從門極抽出電流而使它關(guān)斷。二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理GTO外形和符號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）GTO的工作原理

GTO的觸發(fā)導(dǎo)通原理與普通晶閘管相似，門極加正向電壓，門極加正觸發(fā)信號(hào)后，使GTO導(dǎo)通。它的關(guān)斷原理、方式與普通晶閘管大不相同。二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）GTO的工作原理普通晶閘管門極正信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通后就處于深度飽和狀態(tài)維持導(dǎo)通。除非陽(yáng)、陰極之間正向電流小于維持電流IH或電源切斷之后才會(huì)由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)。二、GTO的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）GTO的工作原理而GTO導(dǎo)通后接近臨界飽和狀態(tài)，可給門極加上足夠大的負(fù)電壓破壞臨界狀態(tài)使其關(guān)斷。GTO的特性與主要參數(shù)三、GTO的特性與主要參數(shù)（1）GTO的陽(yáng)極伏安特性GTO的陽(yáng)極伏安特性與普通晶閘管相似三、GTO的特性與主要參數(shù)（1）GTO的陽(yáng)極伏安特性當(dāng)外加電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓UDRM時(shí)，GTO即正向開通，正向開通次數(shù)多了就會(huì)引起GTO的性能變差。三、GTO的特性與主要參數(shù)（1）GTO的陽(yáng)極伏安特性若外加電壓超過反向擊穿電壓URRM發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象元件永久性損壞三、GTO的特性與主要參數(shù)（1）GTO的陽(yáng)極伏安特性在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容用90%UDRM值定義為正向額定電壓用90%URRM值定義為反向額定電壓三、GTO的特性與主要參數(shù)（2）GTO的主要參數(shù)GTO大多數(shù)參數(shù)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM反向重復(fù)峰值電壓URRM通態(tài)平均電壓UT定義與普通型晶閘管相同三、GTO的特性與主要參數(shù)（2）GTO的主要參數(shù)GTO承受反向電壓的能力較小，一般URRM明顯小于UDRM。擎住電流IL維持電流IH定義與普通型晶閘管相同三、GTO的特性與主要參數(shù)（1）GTO的陽(yáng)極伏安特性在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容對(duì)于同樣電流容量的器件，GTO的IH要比普通型晶閘管大得多。①最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO三、GTO的特性與主要參數(shù)最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO是可以通過門極進(jìn)行關(guān)斷的最大陽(yáng)極電流。當(dāng)陽(yáng)極電流超過IATO時(shí)，門極負(fù)電流脈沖不可能將GTO關(guān)斷。將最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO作為GTO的額定電流。①最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO②門極最大負(fù)脈沖電流IGRM三、GTO的特性與主要參數(shù)（2）GTO的主要參數(shù)門極最大負(fù)脈沖電流IGRM為關(guān)斷GTO門極施加的最大反向電流。①最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO②門極最大負(fù)脈沖電流IGRM③電流關(guān)斷增益βOFF三、GTO的特性與主要參數(shù)③電流關(guān)斷增益βOFFβOFF=IATO/IGRMβOFF：反映門極電流對(duì)陽(yáng)極電流控制能力的強(qiáng)弱βOFF：值越大控制能力越強(qiáng)比值較小，一般為5左右。要關(guān)斷GTO門極的負(fù)電流的幅度也是很大的。三、GTO的特性與主要參數(shù)（2）GTO的主要參數(shù)③電流關(guān)斷增益βOFFβOFF=IATO/IGRMβOFF=5GTO陽(yáng)極電流：1000A關(guān)斷它必須在門極加2