Ce este Tiristorul Turn Turnoff și funcționarea sa

„Tiristor” este un dispozitiv semiconductor care este utilizat în mod popular ca întrerupător în circuitele de alimentare. Cu straturi alternante de materiale de tip P și tip N, tiristorul este conceput ca o structură cu patru straturi. Este disponibil atât ca design cu două conductoare, cât și cu trei conductoare. Designul cu trei fire al tiristorului constă dintr-un anod, un catod și un cablu de poartă. Tiristorul începe de obicei să conducă atunci când cablul porții este declanșat cu curentul și odată pornit, tiristorul conduce continuu până când tensiunea dispozitivului este inversată sau îndepărtată. Multă vreme, aceasta a fost singura modalitate de a opri un tiristor, ceea ce a făcut dificilă aplicarea pentru aplicații de curent continuu. Mai târziu a fost introdus un design mai nou care a eliminat acest dezavantaj al tiristorului prin implementarea unei modalități ușoare de a porni și opri tiristorul. Acest nou design a fost numit „Gate Turnoff Thyristor”. Ce este Gate Turnoff Thyristor? Gate Turnoff Thyristor este denumit popular și „GTO”. Acesta este unul dintre modelele cu trei fire ale tiristorului. După cum sugerează și numele, GTO este un design îmbunătățit al tiristorului care poate fi atât pornit, cât și oprit cu aplicarea unui declanșator de curent la circuitul porții. Această caracteristică a tiristorului Gate Turnoff permite aplicarea dispozitivelor în care este utilizat DC, ceea ce nu era cazul tiristoarelor anterioare. Elementele de bază ale tiristorului de oprire a porții. Mai jos sunt câteva dintre elementele de bază ale tiristorului de oprire a porții: tiristorul de oprire a porții este un tiristor semiconductor de mare putere. Acestea sunt întrerupătoare complet controlabile care pot îndeplini atât funcțiile de pornire, cât și de oprire. Pentru a preveni distrugerea dispozitivului în timpul funcționării. , GTO necesită circuite externe suplimentare pentru a controla pornirea și oprirea curenților. Acest dispozitiv a fost inventat la „General Electric”. GTO este un dispozitiv semiconductor activ. -plumb și Poarta-plumb. Simbolul tiristorului de oprire a porții este foarte asemănător cu tiristorul SCR, cu excepția terminalului de poartă. Tiristorul de oprire a porții este capabil să pornească și să oprească dispozitivul. Deoarece această funcție este expusă la terminalul de poartă, terminalul de poartă este reprezentat cu o conexiune săgeată în două sensuri care simbolizează această caracteristică a tiristorului. Figura de mai jos prezintă simbolul tiristorului de oprire a porții.Simbol al tiristorului de oprire a porții Structura tiristorului de oprire a porții Tiristorul de oprire a porții are o structură PNP -P cu patru straturi. Regiunile sunt reprezentate ca P+, N-, P, N+. Anodul dispozitivului este conectat cu un strat P+ puternic dopat. Catodul dispozitivului este conectat la un strat N+ puternic dopat. Poarta este, de asemenea, conectată la o altă regiune P+ puternic dopată. Structura GTO este prezentată mai jos.Structura tiristorului de oprire a porții Funcționarea Pentru a înțelege funcționarea tiristorului de oprire a porții, trebuie să se uite atât la mecanismul de pornire, cât și la mecanismul de oprire. la terminalul său de poartă. Dar acest proces de pornire al GTO nu este la fel de fiabil ca cel al SCR. Mecanismul de oprire Pentru a opri un tiristor de oprire a porții, la terminalul porții este aplicat un impuls negativ de poartă în raport cu catodul. Aplicația pe impuls negativ evacuează purtătorii de sarcină din regiunile anodului și al porții. De obicei, GTO are capacitatea de a bloca tensiunea inversă. Dar are o capacitate de blocare mai mică. Deci, GTO-urile sunt conectate în paralel pentru a-și crește rezistența la oprire. GTO care poate bloca tensiunea inversă este cunoscut sub numele de tiristoare GTO simetrice, S-GTO. GTO care nu poate bloca tensiunea inversă este cunoscut sub numele de tiristoare GTO asimetrice, A-GTO. S-GTO este folosit ca invertoare de sursă de curent. A-GTO este utilizat ca invertoare de sursă de tensiune, choppere de tracțiune DC. Caracteristici VI Caracteristicile VI ale GTO includ următoarele. Caracteristici de polarizare inversă În condiția de polarizare inversă, catodul este pozitiv în raport cu anodul. În acest moment, joncțiunea stratului N+, stratul P va fi polarizat invers, precum și joncțiunea stratului N+, stratul P+. Astfel, aceste două joncțiuni polarizate inversate nu vor permite fluxul de curent de la catod la anod. În consecință, un curent foarte minor curge în dispozitiv atunci când se află într-o stare de polarizare inversă. Când are loc o defecțiune în această regiune, are loc un flux de curent mai mare. Caracteristici de polarizare directă În condiția de polarizare directă, anodul este pozitiv în raport cu catodul. Acum, atât joncțiunea N+, P, cât și joncțiunea N-,P+ sunt ambele în stare de polarizare directă. Aici, joncțiunea centrală, P,-N devine inversă. Din acest motiv, înainte de defalcarea joncțiunii, curge doar o cantitate mică de curent. În acest moment, dacă se aplică un impuls pozitiv, are loc o defecțiune și dispozitivul este pornit. După defecțiune, o cantitate mai mare de curent curge în circuit. Odată ce dispozitivul este pornit, trebuie să aplicați un impuls negativ de poartă pentru a dezactiva GTO. Aici, impulsul porții negative aplicat ar trebui să fie de la o treime până la o cincime din tensiunea anodului, adică 1/3 * tensiunea anodului. Această evaluare a porții trebuie respectată și la achiziționarea dispozitivului.Caracteristici GTOPentru un tiristor GateTurnoff cu valori nominale VI de 1600v, tensiunea de pornire de 350A este de 3.4 volți. Timpul de pornire al GTO este de 2 microsecunde, ceea ce este mult mai rapid decât SCR, care durează 8 microsecunde pentru a se porni. GTO este de zece ori mai rapid decât SCR. Timpul de oprire pentru GTO este de 15 microsecunde. GTO poate funcționa la frecvențe de până la 1 kHz. Curentul de poartă care trebuie aplicat pentru a porni GTO este de 2 amperi, iar pentru oprire, tensiunea de poartă necesară este de 200 de amperi, ceea ce este mult prea mare. Din acest motiv, este necesar un design complex de circuit la terminalul de poartă al GTO. Există versiuni mai noi de GTO introduse pe piață, cunoscute sub numele de tiristoare comutate cu poartă integrată, IGCT, care aveau un amplificator încorporat la terminalul porții, astfel încât dispozitivul să poată funcționa la un curent de oprire mai mic. Aplicații Aplicațiile GTO includ următoarele .GTO sunt utilizate în driverele de curent alternativ, elicopterele de curent continuu, întreruptoarele de circuit de curent continuu și sistemele de încălzire prin inducție. Acestea sunt, de asemenea, aplicate în invertoarele de mare putere și acționările cu motor cu viteză variabilă. În zilele noastre, tiristoarele de oprire a porții sunt înlocuite cu tiristoare integrate cu comutație de poartă. Pentru a ajuta procesul de oprire, tiristoarele de oprire a porții sunt construite prin conectarea unui număr mare de tiristoare în paralel. Chiar și după pornirea dispozitivului, pentru o mai bună fiabilitate, trebuie reținută cel puțin o cantitate mică de curent de poartă. Tiristorul de oprire a porții este, de asemenea, prevăzut cu un circuit de amortizare pentru a proteja dispozitivul de supraîncălzire și deteriorare în timpul procesului de pornire. Pentru a dezactiva un tiristor de oprire a porții, care curent este aplicat?

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje