Що таке тиристор для відключення воріт та його робота

«Тиристор» - це напівпровідниковий прилад, який широко використовується в якості перемикача в силових ланцюгах. Зі чергуванням шарів матеріалів типу P і N, тиристор виконаний як чотиришарова конструкція. Він доступний як у двох, так і у трьохвивідних конструкціях. Трививідна конструкція тиристора складається з анода, катода і затвора. Тиристор зазвичай починає проводити провідність, коли провідник затвора спрацьовує струмом, а після увімкнення тиристор продовжує працювати безперервно, поки напруга пристрою не зміниться чи не буде знято. Довгий час це був єдиний спосіб вимкнути тиристор, що ускладнювало подання заявок на застосування постійного струму. Пізніше була представлена ​​нова конструкція, яка усунула цей недолік тиристора, реалізувавши простий спосіб увімкнення та вимкнення тиристора. Ця нова конструкція була названа «Тиристор відключення затвора». Що таке тиристор із затвором? Це одна з трьохвиводних конструкцій тиристора. Як випливає з назви, GTO — це вдосконалена конструкція тиристора, який можна як увімкнути, так і вимкнути за допомогою запуску струму до схеми затвора. Ця особливість тиристорного затвора дозволяє застосовувати пристрої, де використовується постійний струм, чого не було для попередніх тиристорів. Основи тиристора відключення затвора Нижче наведено деякі з основ тиристора відключення затвора: Тиристор із затвором - це потужний напівпровідниковий тиристор. Це повністю керовані перемикачі, які можуть виконувати як функції ввімкнення, так і вимкнення. Щоб запобігти руйнуванню пристрою під час роботи , GTO вимагає додаткових зовнішніх схем для управління струмами ввімкнення та вимкнення. Цей пристрій був винайдений в «General Electric». GTO є активним напівпровідниковим приладом. GTO SymbolОскільки GTO є трививодним тиристором, він містить анод-вивід, катод -відвести, а ворота-повести. Символ тиристора відключення воріт дуже схожий на тиристор SCR, за винятком терміналу затвора. Тиристор відключення затвора здатний як вмикати, так і вимикати пристрій. Оскільки ця функція відображається на клемі затвора, термінал затвора представлений двостороннім з’єднанням зі стрілкою, що символізує цю функцію тиристора. На малюнку нижче показано позначення тиристора відключення затвора.Символ тиристора відключення затвора Структура тиристора відключення затвора Тиристор відключення затвора має чотиришарову структуру PNP-P. Регіони представлені у вигляді P+, N-, P, N+. Анод пристрою з'єднаний із сильно легованим шаром P+. Катод приладу підключений до сильно легованого шару N+. Ворота також з'єднані з іншою сильно легованою областю Р+. Структура GTO показана нижче.Структура тиристора з вимкненням затвора. Щоб зрозуміти роботу тиристора з відключенням затвора, потрібно подивитися на його механізм увімкнення та вимкнення. до його терміналу воріт. Але цей процес увімкнення GTO не такий надійний, як процес SCR. Механізм вимкнення Щоб вимкнути тиристор із відключенням затвора, негативний імпульс затвора по відношенню до катода подається на клему затвора. Застосування на негативному імпульсі евакуює носії заряду з анодних і затворних областей. Зазвичай GTO має здатність блокувати зворотну напругу. Але він має меншу блокуючу здатність. Отже, GTO підключаються паралельно, щоб збільшити опір вимиканню. GTO, який може блокувати зворотну напругу, відомий як симетричні тиристори GTO, S-GTO. GTO, який не може блокувати зворотну напругу, відомий як асиметричні тиристори GTO, A-GTO. S-GTO використовується як інвертори джерела струму. A-GTO використовується як інвертори джерел напруги, тягові відсікачі постійного струму. VI Характеристики Характеристики VI GTO включають наступне. Характеристики зворотного зсуву Катод позитивний щодо анода. У цей момент N+ шар, перехід P-шару буде зміщений назад, а також N-шар, P+ шар переходу. Таким чином, ці два зворотних зміщених переходу не дозволять протікати струму від катода до анода. Отже, в пристрої протікає дуже незначний струм, коли він перебуває в умовах зворотного зміщення. Коли в цій області відбувається пробій, відбувається більший потік струму. Характеристики зсуву вперед В умовах прямого зсуву анод є позитивним щодо катода. Тепер і N+, P-перехід, і N-,P+-перехід знаходяться у зміщенні вперед. Тут центральний з’єднання P,-N отримує зворотне зміщення. Через це лише незначна кількість струму протікає до пробою з’єднання. У цей момент, якщо подається позитивний імпульс, відбувається поломка і пристрій включається. Після пробою в ланцюзі протікає більша кількість струму. Після того, як пристрій увімкнено, потрібно застосувати негативний імпульс затвора, щоб вимкнути GTO. Тут прикладений негативний імпульс затвора повинен становити від однієї третини до однієї п’ятої анодної напруги, тобто 1/3 * анодної напруги. Цей рейтинг воріт також необхідно враховувати при купівлі пристрою.Характеристики GTO. Час увімкнення GTO становить 1600 мікросекунди, що набагато швидше, ніж SCR, для включення якого потрібно 350 мікросекунд. GTO в десять разів швидше, ніж SCR. Час вимкнення для GTO становить 3.4 мікросекунд. GTO може працювати на частотах до 2 кГц. Струм затвора, який потрібно застосувати для ввімкнення GTO, становить 8 ампера, а для вимкнення необхідна напруга затвора становить 15 А, що є занадто високим значенням. У зв’язку з цим на клемі затвора GTO необхідна складна схема схеми. Існують новіші версії GTO, представлені на ринку, відомі як тиристори з вбудованим затвором, IGCT, які мали вбудований підсилювач на терміналі затвора, тому пристрій може працювати з нижчим струмом вимкнення. .GTO використовуються в драйверах змінного струму, подрібнювачах постійного струму, вимикачах постійного струму та системах індукційного нагрівання. Вони також застосовуються у високопотужних інверторах та двигунах зі змінною швидкістю обертання. В даний час тиристори відключення затвора замінюються інтегрованими тиристорами з комутацією затвора. Щоб допомогти в процесі вимкнення, тиристор відключення затвора створений шляхом паралельного підключення великої кількості тиристорів. Навіть після увімкнення пристрою, для кращої надійності, необхідно зберегти принаймні невелику кількість струму затвора. Тиристор відключення затвора також оснащений демпфером для захисту пристрою від перегріву та пошкодження під час процесу увімкнення. Вимкнути тиристор відключення воріт, який струм подається?

Залишити повідомлення 

список повідомлень