portur.top

  

Bästa artiklarna:

  
Main / Vad är gto i kraftelektronikhandledning

Vad är gto i kraftelektronikhandledning

Även om tyristorn används i stor utsträckning i applikationer med hög effekt lider den alltid av att vara en halvstyrd enhet. Även om den kunde slås PÅ genom att tillämpa en grindsignal, måste den stängas AV genom att avbryta huvudströmmen med en kommuteringskrets. Tillbaka till toppen. A Gate Turn off Thyristor eller GTO är en treterminal, bipolär strömstyrd halvledaromkopplingsanordning för minoritetsbärare.

I likhet med konventionell tyristor är terminalerna anod, katod och grind som visas i figuren nedan. Som namnet antyder har den stängningsfunktion.

Dessa kan inte bara slå PÅ huvudströmmen med en grindrivkrets, utan också stänga av den. En liten positiv grindström aktiverar GTO i ledningsläge och även genom en negativ puls på grinden kan den stängas av.

Observera nedanstående figur att porten har dubbla pilar på som skiljer GTO från normal tyristor. Detta indikerar det dubbelriktade strömflödet genom grindterminalen. Portströmmen som krävs för att stänga av GTO är relativt hög. Så den typiska avstängningsförstärkningen av GTO är låg och ligger i intervallet 4 till 5. På grund av denna stora negativa ström används GTO i applikationer med låg effekt. Å andra sidan, under ledningstillståndet beter GTO sig precis som en tyristor med ett litet ON-tillståndsspänningsfall.

GTO har snabbare kopplingshastighet än tyristorn och har högre spännings- och strömvärden än krafttransistorerna. Dessa används i nuvarande källomformare, men dessa är något långsammare. Dessa asymmetriska GTO: er har en märkbar omvänd spänningsförmåga typiskt 20 till 25 V. Dessa används där antingen omvänd spänning över den aldrig skulle inträffa eller om en omvänd ledande diod är ansluten över kretsen. Den här artikeln beskriver endast om asymmetriska GTO: er.

Tänk på nedanstående struktur för GTO, som nästan liknar tyristorn. Det är också en P-N-P-N-enhet med fyra lager, tre korsningar som en vanlig tyristor. Detta resulterar i att nedbrytningsspänningen för förbindelsen J3 är låg, vilket typiskt ligger i området 20 till 40 volt. Dopningsnivån för grinden av p-typ är högt graderad eftersom dopningsnivån bör vara låg för att upprätthålla hög emittereffektivitet, medan dopning av denna region bör vara hög för att ha en bra avstängningsegenskap.

Dessutom bör grind och katoder vara mycket interdigiterade med olika geometriska former för att optimera den aktuella avstängningsfunktionen. Detta kallas som en anodkortsluten GTO-struktur. På grund av dessa anodshorts reduceras omvänd blockeringskapacitet hos GTO till den omvända nedbrytningsspänningen för korsning j3 och påskyndar därmed avstängningsmekanismen.

Men med ett stort antal anodshorts minskar anodförbindningens effektivitet och därmed försämras GTO-prestandan hos GTO. Därför måste noggranna överväganden tas om densiteten hos dessa anodshorts för en bra PÅ- och AV-prestanda. När anodterminalen görs positiv med avseende på katoden genom att applicera en positiv grindström, förspänner hålströminjektionen från grinden framåt katodens p-baskorsning.

Detta resulterar i utsläpp av elektroner från katoden mot anodterminalen. Detta inducerar hålinjektionen från anodterminalen i basområdet. Denna injektion av hål och elektroner kontinuerligt tills GTO kommer i ledningstillstånd.

Vid tyristor börjar ledningen initialt genom att sätta PÅ katodområdet intill grindterminalen.

Och sålunda, genom plasmaspridning, kommer det återstående området in i ledningen. Till skillnad från en tyristor består GTO av smala katodelement som är kraftigt interdigiterade med grindterminalen, varigenom det initiala påslagna området är mycket stort och plasmaspridningen är liten. Därför kommer GTO mycket snabbt i ledningstillstånd.

För att stänga av en ledande GTO appliceras en omvänd förspänning vid grinden genom att göra grinden negativ med avseende på katoden. En del av hålen från P-baslagret extraheras genom grinden som undertrycker injektionen av elektroner från katoden. Som svar på detta extraheras mer hålström genom grinden, vilket resulterar i mer undertryckande av elektroner från katoden.

Så småningom orsakar spänningsfallet över p-baskorsningen att vända förspänning av grindkatodkorsningen och därmed stängs GTO AV. Under hålextraktionsprocessen utarmas p-basområdet gradvis så att ledningsområdet pressas. När denna process fortsätter flyter anodströmmen genom avlägsna områden som bildar trådar med hög strömtäthet. Detta orsakar lokala hot spots som kan skada enheten om inte dessa filament släcks snabbt.

Genom applicering av hög negativ grindspänning släcks dessa filament snabbt. På grund av den lagrade laddningen i N-basregionen fortsätter anoden till grindströmmen att strömma även om katodströmmen upphör. Detta kallas en svansström som sönderfaller exponentiellt när överskottsladdningsbärarna reduceras genom rekombinationsprocessen.

När svansströmmen har reducerats till en läckströmnivå behåller enheten sina framåtriktade blockeringsegenskaper. Så de första kvadrantegenskaperna liknar tyristorn. När anoden görs positiv med avseende på katoden, fungerar anordningen i framåt blockerande läge.

Genom tillämpning av positiv grindsignal utlöses GTO i ledningstillstånd. Spärrströmmen och framåtläckströmmarna är betydligt högre i GTO jämfört med tyristorn som visas i figuren. Portdrivningen kan tas bort om anodströmmen är över hållströmnivån. Men det rekommenderas att inte ta bort den positiva grinddrivningen under ledning och hålla mer än den maximala kritiska grindströmmen.

Detta beror på att katoden är uppdelad i små fingerelement som diskuterats ovan för att underlätta avstängningsprocessen. Detta orsakar att anodströmmen sjunker under hållströmnivån övergående, vilket tvingar en hög anodström med hög hastighet tillbaka in i GTO.

Detta kan vara potentiellt destruktivt. Därför rekommenderar vissa tillverkare den kontinuerliga grindsignalen under ledningstillståndet. Den streckade linjen i figuren visar i-v-banan under avstängningen för en induktiv belastning.

Detta förhindrar att grindkatodkorsningen blir förspänd framåt och därmed upprätthåller GTO under avstängningstillståndet. En symmetrisk GTO har en hög omvänd blockeringsförmåga medan asymmetrisk GTO har en liten omvänd blockeringsförmåga som visas i figuren.

Det observeras att, under omvänd förspänt tillstånd, efter en liten omvänd spänning 20-30 V GTO börjar leda i omvänd riktning på grund av anodens korta struktur. Detta driftsätt förstör inte enheten förutsatt att grinden är negativt förspänd och tiden för denna operation bör vara liten. På grund av fördelarna som utmärkta omkopplingsegenskaper, inget behov av kommuteringskrets, underhållsfri drift etc. gör GTO-användningen dominerande framför tyristorn i många applikationer.

Den används som en huvudstyrenhet i hackare och växelriktare. Några av dessa applikationer är. Jag utformar en automatisk värmestyrning som slår på och av med GTO och arduino. Så hur kan jag stänga av värmaren som levereras med 220V och 30A? Din e-postadress kommer inte att publiceras. Du är här: Innehållsförteckning. Kommentarer Hej. Lämna ett svar Avbryt svar Din e-postadress kommer inte att publiceras.

(с) 2019 portur.top