Kas yra vartų išjungimo tiristorius ir kaip jis veikia

„Tiristorius“ yra puslaidininkinis įtaisas, populiariai naudojamas kaip jungiklis maitinimo grandinėse. Kintant P ir N tipo medžiagų sluoksniams, tiristorius suprojektuotas kaip keturių sluoksnių struktūra. Jis yra tiek dviejų, tiek trijų laidų dizaino. Tiristoriaus trijų laidų konstrukciją sudaro anodas, katodas ir vartų laidas. Tiristorius paprastai pradeda laidyti, kai vartų laidas paleidžiamas esant srovei ir įjungus, tiristorius nuolat veikia, kol prietaiso įtampa pasikeičia arba pašalinama. Ilgą laiką tai buvo vienintelis būdas išjungti tiristorių, todėl buvo sunku kreiptis dėl nuolatinės srovės. Vėliau buvo pristatytas naujesnis dizainas, kuris pašalino šį tiristoriaus trūkumą, įdiegdamas paprastą būdą įjungti ir išjungti tiristorių. Šis naujas dizainas buvo pavadintas „Vartų išjungimo tiristorius“. Kas yra vartų išjungimo tiristorius? Vartų išjungimo tiristorius taip pat populiariai vadinamas „GTO“. Tai vienas iš trijų laidų tiristoriaus dizaino. Kaip rodo pavadinimas, GTO yra patobulinta tiristoriaus konstrukcija, kurią galima ir įjungti, ir išjungti, vartų grandinei pritaikius srovę. Ši vartų išjungimo tiristoriaus funkcija leidžia naudoti įrenginius, kuriuose naudojama nuolatinė srovė, o tai nebuvo ankstesnių tiristorių atveju. Žemiau pateikiami keli vartų išjungimo tiristoriaus pagrindai: Vartų išjungimo tiristorius yra didelės galios puslaidininkinis tiristorius. Tai yra visiškai valdomi jungikliai, galintys atlikti ir įjungimo, ir išjungimo funkcijas. , GTO reikia papildomų išorinių grandinių, kad būtų galima valdyti įjungimo ir išjungimo sroves. Šis prietaisas buvo išrastas „General Electric“ .GTO yra aktyvus puslaidininkinis įtaisas. GTO simbolis Kadangi GTO yra trijų laidų tiristorius, jame yra anodo švino, katodo -švinas ir vartai. Vartų išjungimo tiristoriaus simbolis yra labai panašus į SCR tiristorių, išskyrus vartų terminalą. Vartų išjungimo tiristorius gali įjungti ir išjungti įrenginį. Kadangi ši funkcija rodoma vartų terminale, vartų gnybtas vaizduojamas su dvipusiu rodyklės ryšiu, simbolizuojančiu šią tiristoriaus funkciją. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas vartų išjungimo tiristoriaus simbolis.Vartų išjungimo tiristoriaus simbolis Vartų išjungimo tiristoriaus struktūra Vartų išjungimo tiristorius turi keturių sluoksnių PNP -P struktūrą. Regionai vaizduojami kaip P+, N-, P, N+. Prietaiso anodas yra sujungtas su stipriai legiruotu P+ sluoksniu. Prietaiso katodas prijungtas prie stipriai legiruoto N+ sluoksnio. Vartai taip pat yra prijungti prie kito stipriai legiruoto P+ regiono. GTO struktūra parodyta žemiau.Norint suprasti vartų išjungimo tiristoriaus veikimą, reikia pažvelgti į jo įjungimo ir išjungimo mechanizmą. Įjungti mechanizmą Panašiai kaip SCR, GTO galima įjungti, taikant teigiamą impulsą katodo atžvilgiu, į jo vartų terminalą. Tačiau šis GTO įjungimo procesas nėra toks patikimas kaip SCR. Norėdami išjungti vartų išjungimo tiristorių, vartų gnybte veikiamas neigiamas vartų impulsas katodo atžvilgiu. Programa dėl neigiamo impulso pašalina įkrovimo nešiklius iš anodo ir vartų sričių. Paprastai GTO gali blokuoti atvirkštinę įtampą. Tačiau jis turi mažesnę blokavimo galią. Taigi, GTO yra prijungti lygiagrečiai, kad padidėtų jo atsparumas išjungimui. GTO, galintis blokuoti atvirkštinę įtampą, yra žinomas kaip simetriški GTO tiristoriai, S-GTO. GTO, kuris negali blokuoti atvirkštinės įtampos, yra žinomas kaip asimetriniai GTO tiristoriai, A-GTO. S-GTO naudojamas kaip srovės šaltinio keitikliai. A-GTO naudojamas kaip įtampos šaltinio keitikliai, nuolatinės srovės traukos smulkintuvai. VI charakteristikos GTO VI charakteristikos apima: Šiuo metu N+ sluoksnio, P sluoksnio sandūra bus atvirkštinė, taip pat N sluoksnio, P+ sluoksnio sankryža. Taigi, šios dvi atvirkštinės pakraipos sankryžos neleis srovei tekėti iš katodo į anodą. Todėl, esant atvirkštinio poslinkio būsenai, įrenginyje teka labai maža srovė. Kai šiame regione įvyksta gedimas, atsiranda didesnis srovės srautas. Išankstinio šališkumo charakteristikos Į priekinio poslinkio būseną anodas yra teigiamas katodo atžvilgiu. Dabar abi N+, P sankryžos ir N-, P+ sankryžos yra į priekį nukreiptos. Čia centrinė sankryža P, -N yra atvirkštinė. Dėl šios priežasties iki sankryžos gedimo teka tik nedidelė srovės dalis. Šiuo metu, jei taikomas teigiamas impulsas, įvyksta gedimas ir prietaisas įjungiamas. Po gedimo grandinėje teka didesnis srovės kiekis. Įjungus prietaisą, norint išjungti GTO, reikia taikyti neigiamą vartų impulsą. Čia taikomas neigiamas vartų impulsas turėtų būti nuo trečdalio iki penktadalio anodo įtampos .y 1/3 * anodo įtampos. Į šį vartų įvertinimą taip pat reikia atsižvelgti perkant įrenginį.GTO charakteristikos „GateTurnoff“ tiristoriui, kurio VI reitingas yra 1600v, 350A įjungimo įtampa yra 3.4 voltai. GTO įjungimo laikas yra 2 mikrosekundės, tai yra daug greičiau nei SCR, kuriam įjungti reikia 8 mikrosekundžių. GTO yra dešimt kartų greitesnis nei SCR. GTO išjungimo laikas yra 15 mikrosekundžių. GTO gali veikti net 1 kHz dažniu. Vartų srovė, kurią reikia įjungti GTO, yra 2 amperai, o norint išjungti - reikalinga 200 Amp įtampa, kuri yra per didelė. Dėl šios priežasties GTO vartų terminale reikalinga sudėtinga grandinės konstrukcija. Rinkoje pristatomos naujesnės GTO versijos, žinomos kaip integruoti vartų komutuojami tiristoriai, IGCT, kurių vartų terminale buvo įmontuotas stiprintuvas, todėl įrenginys gali veikti esant žemesnei išjungimo srovei. .GTO naudojami kintamosios srovės tvarkyklėse, nuolatinės srovės smulkintuvuose, nuolatinės srovės pertraukikliuose ir indukcinėse šildymo sistemose. Jie taip pat naudojami didelės galios inverteriuose ir kintamo greičio variklių pavarose. Šiais laikais vartų išjungimo tiristoriai keičiami integruotais vartais pakeistais tiristoriais. Norėdami padėti išjungti procesą, vartų išjungimo tiristorius yra sukonstruotas lygiagrečiai prijungus daugybę tiristorių. Netgi įjungus įrenginį, siekiant didesnio patikimumo, reikia išlaikyti bent nedidelę vartų srovę. Vartų išjungimo tiristorius taip pat yra aprūpintas grandine, apsaugančia įrenginį nuo perkaitimo ir pažeidimų įjungimo metu. Kokia srovė naudojama norint išjungti vartų išjungimo tiristorių?

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas