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   门极关断(GTO)晶闸管 SCR在一段时间内,几乎是能够承受高电压和大电流的*半导体器件。因此,针对SCR的缺点,人们很自然地把努力方向引向了如何使晶闸管具有关断能力这一点上,并因此而开发出了门极关断晶闸管。

GTO晶闸管的基本结构和SCR类似,它的三个极也是:阳极(A)、阴极(K)和门极(G)。其图行符号也和SCR相似,只是在门极上加一短线,以示区别。

GTO晶闸管的基本电路和工作特点是:

①在门极G上加正电压或正脉冲(开关S和至位置1)GTO晶闸管即导通。其后,即使撤消控制信号(开关回到位置0),GTO晶闸管仍保持导通。可见,GTO晶闸管的导通过程和SCR的导通过程完全相同。

②如在G、K间加入反向电压或较强的反向脉冲(开关和至位置2),可使GTO晶闸管关断。 用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果,但其关断控制较易失败,故仍较复杂,工作频率也不够高。而几乎是与此同时,大功率管(GTR)迅速发展了起来,使GTO晶闸管相形见绌。因此,在大量的中小容量变频器中,GTO晶闸管已基本不用。但其工作电流大,故在大容量变频器中,仍居主要地位。

逆变器件的介绍:上次我们向大家介绍了普通晶闸管(SCR)和门极关断晶闸管(GTO),*重要是让大家了解变频器中逆变器件是如何工作的,它们起到什么作用!接下来我们讲:大功率晶体管(GTR)-大功率晶体管,也叫双极结型晶体管(BJT)。

1、 变频器用的GTR一般都是(复合管)模块,其内部有三个极分别是集电极C、发射极E和基极B。根据变频器的工作特点,在晶体管旁还并联了一个反向连接的续流二极管。又根据逆变桥的特点,常做成双管模块,甚至可以做成6管模块。

2、 工作时状态 和普通晶体管一样,GTR也是一种放大器件,具有三种基本的工作状态:

⑴放大状态 起基本工作特点是集电极电流Ic的大小随基极电流Ib而变 Ic=βIb 式中β------GTR的电流放大倍数。

GTR处于放大状态时,其耗散功率Pc较大。设Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A) 计算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵饱和状态 Ib增大时,Ic随之而增大的状态要受到欧姆定律的制约。当 βIb>Uc/Rc 时,Ic=βIb的关系便不能再维持了,这时,GTR开始进入“饱和"状态。而当 Ic的大小几乎完全由欧姆定律决定,即 Ics≈Uc/Rc 时,GTR便处于深度饱和状态(Ics 为饱和电流)。这时,GTR的饱和压降Uces约 为1-5V。

GTR处于饱和状态时的功耗是很小的。上例中,设Uces=2V,则 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W

可见,与放大状态相比,相差甚远。

⑶截止状态 即关断状态。这是基极电流Ib≤0的结果。

在截止状态,GTR只有很微弱的漏电流流过,因此,其功耗是微不足道的。

GTR在逆变电路中是用来作为开关器件的,工作过程中,总是在饱和状态间进行交替。所以,逆变用的GTR的额定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR处于放大状态,其功耗将增大达百倍以上。所以,逆变电路中的GTR是不允许在放大状态下小作停留的。

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