Què és el funcionament del tiristor Gate Turnoff?

"Tiristor" és un dispositiu semiconductor que s'utilitza popularment com a interruptor en circuits de potència. Amb capes alternes de materials de tipus P i de tipus N, el tiristor està dissenyat com una estructura de quatre capes. Està disponible com a dissenys de dos i tres cables. El disseny de tres cables del tiristor consta d'un ànode, un càtode i un cable de porta. Normalment, el tiristor comença a conduir quan el cable de la porta s'activa amb el corrent i un cop encès, el tiristor condueix contínuament fins que s'inverteix o elimina la tensió del dispositiu. Durant molt de temps, aquesta va ser l'única manera d'apagar un tiristor, cosa que va dificultar la sol·licitud d'aplicacions de corrent continu. Més tard es va introduir un disseny més nou que va eliminar aquest inconvenient del tiristor mitjançant la implementació d'una manera senzilla d'encendre i apagar el tiristor. Aquest nou disseny es va anomenar "Gate Turnoff Thyristor". Què és el Gate Turnoff Thyristor? El Gate Turnoff Thyristor també es coneix popularment com "GTO". Aquest és un dels dissenys de tres fils de Thyristor. Com el seu nom indica, GTO és un disseny millorat de tiristor que es pot activar i apagar amb l'aplicació d'un disparador de corrent al circuit de la porta. Aquesta característica de Gate Turnoff Thyristor permet l'aplicació de dispositius on s'utilitza DC, cosa que no era el cas dels tiristors anteriors. Conceptes bàsics del tiristor de desactivació de la porta A continuació es mostren alguns dels conceptes bàsics del tiristor de desactivació de la porta: el tiristor de desactivació de la porta és un tiristor semiconductor d'alta potència. Aquests són interruptors totalment controlables que poden realitzar tant les funcions d'encesa com d'apagada. Per evitar la destrucció del dispositiu durant el funcionament. , GTO requereix circuits externs addicionals per controlar els corrents d'encesa i apagat. Aquest dispositiu es va inventar a "General Electric". -plomb, i Porta-plomb. El símbol del tiristor de desactivació de la porta és molt similar al tiristor SCR, excepte pel terminal de la porta. El tiristor de desactivació de la porta és capaç tant d'encendre com d'apagar el dispositiu. Com que aquesta funció s'exhibeix al terminal de la porta, el terminal de la porta es representa amb una connexió de fletxa bidireccional que simbolitza aquesta característica del tiristor. La figura següent mostra el símbol del tiristor de desactivació de la porta.Símbol del tiristor d'apagament de la porta Estructura del tiristor de desviació de la porta El tiristor d'apagament de la porta té una estructura PNP -P de quatre capes. Les regions es representen com P+, N-, P, N+. L'ànode del dispositiu està connectat amb una capa P+ fortament dopada. El càtode del dispositiu està connectat a una capa N+ fortament dopada. La porta també està connectada a una altra regió P+ fortament dopada. L'estructura de GTO es mostra a continuació.Operació de l'estructura del tiristor de desactivació de la portaPer entendre el funcionament del tiristor de desactivació de la porta, s'ha de mirar tant el seu mecanisme d'encesa com d'apagat. fins a la seva terminal de porta. Però aquest procés d'activació de GTO no és tan fiable com el de SCR. Mecanisme d'apagada Per apagar un tiristor de desactivació de la porta, s'aplica un pols de porta negatiu respecte al càtode al terminal de la porta. L'aplicació en pols negatiu evacua els portadors de càrrega de les regions de l'ànode i la porta. Normalment, GTO té la capacitat de bloquejar la tensió inversa. Però té una capacitat de bloqueig més baixa. Així, els GTO estan connectats en paral·lel per augmentar la seva resistència a l'apagat. El GTO que pot bloquejar la tensió inversa es coneix com a tiristors GTO simètrics, S-GTO. El GTO que no pot bloquejar la tensió inversa es coneix com a tiristors GTO asimètrics, A-GTO. S-GTO s'utilitza com a inversors de font de corrent. A-GTO s'utilitza com a inversors de font de tensió, picadores de tracció de CC. Característiques VILes característiques VI de GTO inclouen les següents. Característiques de polarització inversaEn la condició de polarització inversa, el càtode és positiu respecte a l'ànode. En aquest punt, la unió de la capa N +, la capa P estarà esbiaixada inversament, així com la unió de la capa N i la capa P +. Així, aquestes dues unions polaritzades invertides no permetran el flux de corrent del càtode a l'ànode. En conseqüència, un corrent molt menor flueix al dispositiu quan es troba en una condició de polarització inversa. Quan es produeix una avaria en aquesta regió, es produeix un flux de corrent més gran. Característiques de polarització directaEn la condició de polarització directa, l'ànode és positiu respecte al càtode. Ara, tant la unió N+, la unió P com la unió N-, P+ estan en condicions esbiaixades cap endavant. Aquí, la unió central, P,-N es polaritza a la inversa. A causa d'això, només passa una petita quantitat de corrent abans de la ruptura de la unió. En aquest punt, si s'aplica un pols positiu, es produeix una avaria i el dispositiu s'encén. Després d'una avaria, una major quantitat de corrent flueix al circuit. Un cop encès el dispositiu, cal aplicar un pols de porta negatiu per apagar GTO. Aquí, el pols de la porta negativa aplicat hauria de ser d'un terç a un cinquè de la tensió de l'ànode, és a dir, 1/3 * voltatge de l'ànode. Aquesta classificació de la porta també s'ha d'observar en comprar el dispositiu.Característiques GTOPer a un tiristor GateTurnoff amb classificacions VI de 1600v, la tensió d'encesa de 350A és de 3.4 volts. El temps d'encesa de GTO és de 2 microsegons, que és molt més ràpid que l'SCR, que triga 8 microsegons a activar-se. GTO és deu vegades més ràpid que SCR. El temps d'apagada de GTO és de 15 microsegons. GTO pot funcionar a freqüències de fins a 1 kHz. El corrent de la porta que s'ha d'aplicar per encendre el GTO és de 2 amperes i per apagar el voltatge de la porta necessària és de 200 amperes, que és massa alt. A causa d'això, es requereix un disseny de circuit complex al terminal de la porta de GTO. Hi ha versions més noves de GTO introduïdes al mercat conegudes com a tiristors commutats de porta integrades, IGCT, que tenien un amplificador integrat al terminal de la porta, de manera que el dispositiu pot funcionar amb un corrent d'apagat inferior. Aplicacions Les aplicacions de GTO inclouen les següents Els .GTO s'utilitzen en controladors de corrent altern, picadores de corrent continu, disjuntors de corrent continu i sistemes de calefacció per inducció. També s'apliquen en inversors d'alta potència i accionaments de motor de velocitat variable. Avui en dia, els tiristors de desactivació de la porta s'estan substituint per tiristors de commutació de porta integrats. Per ajudar en el procés d'apagada, el tiristor de desactivació de la porta es construeix connectant un gran nombre de tiristors en paral·lel. Fins i tot després d'encendre el dispositiu, per a una millor fiabilitat, s'ha de retenir almenys una petita quantitat de corrent de porta. El tiristor de desactivació de la porta també inclou un circuit d'apagat per protegir el dispositiu del sobreescalfament i el dany durant el procés d'encesa. Quin corrent s'aplica per apagar un tiristor de desactivació de la porta?

Deixa un missatge 

Llista de missatges