可關(guān)斷晶閘管GTO(Gate Turn-Off Thyristor)亦稱(chēng)門(mén)控晶閘管,。其主要特點(diǎn)為,當(dāng)門(mén)極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)斷,。
前已述及,,普通晶閘管(SCR)靠門(mén)極正信號(hào)觸發(fā)之后,撤掉信號(hào)亦能維持通態(tài),。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流IH,,或施以反向電壓強(qiáng)近關(guān)斷,。這就需要增加換向電路,不僅使設(shè)備的體積重量增大,,而且會(huì)降低效率,,產(chǎn)生波形失真和噪聲??申P(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷,,它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn),,以具有自關(guān)斷能力,,使用方便,是理想的高壓,、大電流開(kāi)關(guān)器件,。GTO的容量及使用壽命均超過(guò)巨型晶體管(GTR),只是工作頻紡比GTR低,。目前,,GTO已達(dá)到3000A、4500V的容量,。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速,、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,,顯示出強(qiáng)大的生命力,。
可關(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,,因此圖1僅繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號(hào),。大功率GTO大都制成模塊形式。
盡管GTO與SCR的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同,。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即外于深度飽和狀態(tài),而GTO在導(dǎo)通后只能達(dá)到臨界飽和,,所以GTO門(mén)極上加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)即可關(guān)斷,。GTO的一個(gè)重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,,它等于陽(yáng)極最大可關(guān)斷電流IATM與門(mén)極最大負(fù)向電流IGM之比,,有公式
βoff =IATM/IGM
βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,,說(shuō)明門(mén)極電流對(duì)陽(yáng)極電流的控制能力愈強(qiáng),。很顯然,,βoff與昌盛 的hFE參數(shù)頗有相似之處。
下面分別介紹利用萬(wàn)用表判定GTO電極,、檢查GTO的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力,、估測(cè)關(guān)斷增益βoff的方法。
1.判定GTO的電極
將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1檔,,測(cè)量任意兩腳間的電阻,,僅當(dāng)黑表筆接G極,紅表筆接K極時(shí),,電阻呈低阻值,,對(duì)其它情況電阻值均為無(wú)窮大。由此可迅速判定G,、K極,,剩下的就是A極。
2.檢查觸發(fā)能力
如圖2(a)所示,,首先將表Ⅰ的黑表筆接A極,,紅表筆接K極,電阻為無(wú)窮大,;然后用黑表筆尖也同時(shí)接觸G極,,加上正向觸發(fā)信號(hào),表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明GTO已經(jīng)導(dǎo)通,;最后脫開(kāi)G極,,只要GTO維持通態(tài),就說(shuō)明被測(cè)管具有觸發(fā)能力,。
3.檢查關(guān)斷能力
現(xiàn)采用雙表法檢查GTO的關(guān)斷能力,,如圖2(b)所示,表Ⅰ的檔位及接法保持不變,。將表Ⅱ撥于R×10檔,,紅表筆接G極,黑表筆接K極,,施以負(fù)向觸發(fā)信號(hào),,如果表Ⅰ的指針向左擺到無(wú)窮大位置,證明GTO具有關(guān)斷能力,。
4.估測(cè)關(guān)斷增益βoff
進(jìn)行到第3步時(shí),,先不接入表Ⅱ,記下在GTO導(dǎo)通時(shí)表Ⅰ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1,;再接上表Ⅱ強(qiáng)迫GTO關(guān)斷,,記下表Ⅱ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益:
βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/ K2n2
式中K1—表Ⅰ在R×1檔的電流比例系數(shù),;
K2—表Ⅱ在R×10檔的電流比例系數(shù),。
βoff≈10×n1/ n2
此式的優(yōu)點(diǎn)是,,不需要具體計(jì)算IAT、IG之值,,只要讀出二者所對(duì)應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù),,即可迅速估測(cè)關(guān)斷增益值,。
注意事項(xiàng):
(1)在檢查大功率GTO器件時(shí),,建議在R×1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5V電池E′,以提高測(cè)試電壓和測(cè)試電流,,使GTO可靠地導(dǎo)通,。
(2)要準(zhǔn)確測(cè)量GTO的關(guān)斷增益βoff,必須有專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備,。但在業(yè)余條件下可用上述方法進(jìn)行估測(cè),。由于測(cè)試條件不同,測(cè)量結(jié)果僅供參考,,或作為相對(duì)比較的依據(jù),。
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