电力电子技术-新能源变换技术教学课件：2.6 GTO

新能源变换技术

GTO绝缘栅双极性晶体管IGBT门极可关断晶闸管GTO一、可关断晶闸管（GTO）门极可关断晶闸管可关断晶闸管(GTO)也称门极可关断晶闸管，是一种具有自关断能力的晶闸管。一、可关断晶闸管（GTO）特点既可用门极正向触发信号使其触发导通，又可向门极加负向触发电压使其关断。单相半波可控整流电路结构优点在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容由于不需用外部电路强迫阳极电流为0而使之关断，仅由门极触发信号去关断。一、GTO的结构及工作原理优点简化了电力变换主电路提高了工作的可靠性减少了关断损耗提高电力电子变换的最高工作频率GTO是比较理想的大功率开关器件GTO的结构及工作原理二、GTO的结构及工作原理（1）GTO的结构在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容GTO的基本结构与普通晶闸管相同，属于PNPN4层3端器件。阳极A阴极K门极G（b）GTO的图形符号二、GTO的结构及工作原理（a）GTO的外形可关断晶闸管二、GTO的结构及工作原理GTO是多元的功率集成器件，内部包含了数十个甚至是数百个共阳极的GTO元。小的GTO元的阴极和门极则在器件内部并联在一起，且每个GTO元阴极和门极距离很短。有效减小横向电阻，因此从门极抽出电流而使它关断。二、GTO的结构及工作原理GTO外形和符号内部结构二、GTO的结构及工作原理（2）GTO的工作原理

GTO的触发导通原理与普通晶闸管相似，门极加正向电压，门极加正触发信号后，使GTO导通。它的关断原理、方式与普通晶闸管大不相同。二、GTO的结构及工作原理（2）GTO的工作原理普通晶闸管门极正信号触发导通后就处于深度饱和状态维持导通。除非阳、阴极之间正向电流小于维持电流IH或电源切断之后才会由导通状态变为阻断状态。二、GTO的结构及工作原理（2）GTO的工作原理而GTO导通后接近临界饱和状态，可给门极加上足够大的负电压破坏临界状态使其关断。GTO的特性与主要参数三、GTO的特性与主要参数（1）GTO的阳极伏安特性GTO的阳极伏安特性与普通晶闸管相似三、GTO的特性与主要参数（1）GTO的阳极伏安特性当外加电压超过正向转折电压UDRM时，GTO即正向开通，正向开通次数多了就会引起GTO的性能变差。三、GTO的特性与主要参数（1）GTO的阳极伏安特性若外加电压超过反向击穿电压URRM发生雪崩击穿现象元件永久性损坏三、GTO的特性与主要参数（1）GTO的阳极伏安特性在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容用90%UDRM值定义为正向额定电压用90%URRM值定义为反向额定电压三、GTO的特性与主要参数（2）GTO的主要参数GTO大多数参数断态重复峰值电压UDRM反向重复峰值电压URRM通态平均电压UT定义与普通型晶闸管相同三、GTO的特性与主要参数（2）GTO的主要参数GTO承受反向电压的能力较小，一般URRM明显小于UDRM。擎住电流IL维持电流IH定义与普通型晶闸管相同三、GTO的特性与主要参数（1）GTO的阳极伏安特性在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容在此处添加您的文本内容对于同样电流容量的器件，GTO的IH要比普通型晶闸管大得多。①最大可关断阳极电流IATO三、GTO的特性与主要参数最大可关断阳极电流IATO是可以通过门极进行关断的最大阳极电流。当阳极电流超过IATO时，门极负电流脉冲不可能将GTO关断。将最大可关断阳极电流IATO作为GTO的额定电流。①最大可关断阳极电流IATO②门极最大负脉冲电流IGRM三、GTO的特性与主要参数（2）GTO的主要参数门极最大负脉冲电流IGRM为关断GTO门极施加的最大反向电流。①最大可关断阳极电流IATO②门极最大负脉冲电流IGRM③电流关断增益βOFF三、GTO的特性与主要参数③电流关断增益βOFFβOFF=IATO/IGRMβOFF：反映门极电流对阳极电流控制能力的强弱βOFF：值越大控制能力越强比值较小，一般为5左右。要关断GTO门极的负电流的幅度也是很大的。三、GTO的特性与主要参数（2）GTO的主要参数③电流关断增益βOFFβOFF=IATO/IGRMβOFF=5GTO阳极电流：1000A关断它必须在门极加2