Thyristor Gate Turnoff چیست و چگونه کار می کند

"تریستور" یک وسیله نیمه هادی است که به عنوان کلید در مدارهای قدرت استفاده می شود. تریستور با لایه های متناوب مواد نوع P و N، به عنوان یک ساختار چهار لایه طراحی شده است. این طرح به دو صورت دو سرب و سه سرب موجود است. طرح سه سرب تریستور از یک آند، یک کاتد و یک سرب دروازه تشکیل شده است. تریستور معمولاً زمانی شروع به هدایت می کند که سرب گیت با جریان راه اندازی می شود و پس از روشن شدن، تریستور به طور مداوم هدایت می کند تا زمانی که ولتاژ دستگاه معکوس یا حذف شود. برای مدت طولانی، این تنها راه خاموش کردن تریستور بود که درخواست برای برنامه های جریان مستقیم را دشوار می کرد. بعداً طرح جدیدتری معرفی شد که با اجرای روشی آسان برای روشن و خاموش کردن تریستور این اشکال را از تریستور برطرف کرد. این طرح جدید "Gate Turnoff Thyristor" نامگذاری شد. تریستور گیت Turnoff Thyristor چیست؟ Gate Turnoff Thyristor معمولاً به عنوان "GTO" نیز شناخته می شود. این یکی از طرح های سه سرب تریستور است. همانطور که از نام آن پیداست، GTO یک طراحی بهبود یافته از تریستور است که می تواند با اعمال ماشه جریان در مدار گیت، هم روشن و هم خاموش شود. این ویژگی Gate Turnoff Thyristor امکان استفاده از دستگاه‌هایی را که از DC استفاده می‌شود را می‌دهد، که در مورد تریستورهای قبلی وجود نداشت. اصول اولیه تریستور خاموش کننده دروازه در زیر برخی از اصول اولیه تریستور خاموش کننده دروازه آورده شده است: تریستور خاموش کننده دروازه یک تریستور نیمه هادی پرقدرت است. این سوئیچ ها کاملاً قابل کنترل هستند که می توانند هم عملکرد روشن و هم خاموش کردن را انجام دهند. برای جلوگیری از تخریب دستگاه در حین کار. GTO برای کنترل جریان های روشن و خاموش به مدار خارجی اضافی نیاز دارد. این دستگاه در "جنرال الکتریک" اختراع شد. GTO یک دستگاه نیمه هادی فعال است. نماد GTO همانطور که GTO یک تریستور سه سرب است، حاوی آند سرب، کاتد است. -سرب، و دروازه-سرب. نماد Gate Turnoff Thyristor شباهت زیادی به SCR Thyristor دارد به جز ترمینال گیت. Gate Turnoff Thyristor قادر است دستگاه را هم روشن و هم خاموش کند. همانطور که این عملکرد در ترمینال دروازه نمایش داده می شود، ترمینال دروازه با یک اتصال پیکان دو طرفه نشان داده می شود که نماد این ویژگی تریستور است. شکل زیر نماد Gate Turnoff Thyristor را نشان می دهد.نماد Gate Turnoff Thyristor Structure of Gate Turnoff ThyristorGate Turnoff Thyristor دارای ساختار PNP -P چهار لایه است. مناطق به صورت P+، N-، P، N+ نشان داده می شوند. آند دستگاه با یک لایه P+ به شدت دوپ شده متصل می شود. کاتد دستگاه به یک لایه N+ دوپینگ شدید متصل است. گیت همچنین به یک منطقه P+ بسیار دوپینگ دیگر متصل است. ساختار GTO در زیر نشان داده شده است.ساختار تریستور خاموش کردن دروازه برای درک عملکرد تریستور خاموش کننده دروازه، باید به مکانیسم روشن و خاموش کردن آن نگاه کرد. به ترمینال گیت آن اما این فرآیند روشن کردن GTO به اندازه SCR قابل اعتماد نیست. مکانیزم خاموش کردن برای خاموش کردن یک تریستور خاموش کننده دروازه، یک پالس گیت منفی نسبت به کاتد در ترمینال گیت اعمال می شود. کاربرد روی پالس منفی حامل های بار را از نواحی آند و گیت تخلیه می کند. معمولاً GTO ظرفیت مسدود کردن ولتاژ معکوس را دارد. اما ظرفیت مسدودسازی کمتری دارد. بنابراین، GTO به صورت موازی متصل می شود تا مقاومت خاموش شدن آن را افزایش دهد. GTO که می تواند ولتاژ معکوس را مسدود کند، به عنوان Symmetrical GTO Thyristors، S-GTO شناخته می شود. GTO که نمی تواند ولتاژ معکوس را مسدود کند به نام تریستورهای GTO نامتقارن، A-GTO شناخته می شود. S-GTO به عنوان اینورتر منبع فعلی استفاده می شود. A-GTO به عنوان اینورترهای منبع ولتاژ، قطع کننده های کششی DC استفاده می شود. ویژگی های VI ویژگی های VI GTO شامل موارد زیر است. ویژگی های بایاس معکوس در شرایط بایاس معکوس، کاتد نسبت به آند مثبت است. در این مرحله، اتصال لایه N+، لایه P بایاس معکوس و همچنین اتصال لایه N، P+ خواهد بود. بنابراین، این دو اتصال بایاس معکوس اجازه عبور جریان از کاتد به آند را نمی دهند. در نتیجه، جریان بسیار جزئی در دستگاه در شرایط بایاس معکوس جریان می یابد. هنگامی که یک شکست در این منطقه رخ می دهد، جریان جریان بزرگتری رخ می دهد. اکنون، هر دو اتصال N+، P، و اتصال N-،P+ هر دو در شرایط بایاس رو به جلو هستند. در اینجا، اتصال مرکزی، P,-N بایاس معکوس می شود. به همین دلیل فقط مقدار کمی جریان قبل از خرابی اتصال جریان می یابد. در این مرحله، اگر یک پالس مثبت اعمال شود، خرابی رخ می دهد و دستگاه روشن می شود. پس از خرابی مقدار بیشتری جریان در مدار جریان می یابد. هنگامی که دستگاه روشن شد، باید یک پالس گیت منفی را برای خاموش کردن GTO اعمال کنید. در اینجا، پالس گیت منفی اعمال شده باید یک سوم تا یک پنجم ولتاژ آند باشد. یعنی 1/3 * ولتاژ آند. در هنگام خرید دستگاه نیز باید این امتیاز گیت رعایت شود.ویژگی های GTO برای تریستور GateTurnoff با رتبه بندی VI 1600 ولت، ولتاژ روشن 350 آمپر 3.4 ولت است. زمان روشن شدن GTO 2 میکروثانیه است که بسیار سریعتر از SCR است که 8 میکروثانیه طول می کشد تا روشن شود. GTO ده برابر سریعتر از SCR است. زمان خاموش کردن GTO 15 میکروثانیه است. GTO می تواند در فرکانس های بالای 1 کیلوهرتز کار کند. جریان گیت که برای روشن کردن GTO اعمال می شود 2 آمپر است و برای خاموش کردن ولتاژ گیت مورد نیاز 200 آمپر است که بسیار زیاد است. به همین دلیل یک طراحی مدار پیچیده در ترمینال دروازه GTO مورد نیاز است. نسخه‌های جدیدتری از GTO در بازار معرفی شده‌اند که به نام تریستورهای یکپارچه متحرک دروازه‌ای، IGCT معرفی شده‌اند که دارای یک تقویت‌کننده داخلی در ترمینال گیت بودند، بنابراین دستگاه می‌تواند در جریان خاموشی پایین‌تری کار کند. برنامه‌های کاربردی کاربردهای GTO شامل موارد زیر است. .GTO در درایورهای AC، قطع کننده های DC، قطع کننده های مدار DC و سیستم های گرمایش القایی استفاده می شود. اینها همچنین در اینورترهای پرقدرت و موتورهای با سرعت متغیر اعمال می شوند. امروزه، تریستورهای خاموش کننده دروازه با تریستورهای یکپارچه با تغییر در دروازه جایگزین می شوند. برای کمک به فرآیند خاموش کردن، تریستور خاموش کننده دروازه با اتصال تعداد زیادی تریستور به صورت موازی ساخته می شود. حتی پس از روشن کردن دستگاه، برای اطمینان بهتر، حداقل مقدار کمی از جریان دروازه باید حفظ شود. تریستور گیت خاموش کننده همچنین دارای مدار snubber برای محافظت از دستگاه در برابر گرمای بیش از حد و آسیب در طول فرآیند روشن کردن است. برای خاموش کردن یک تریستور خاموش کننده دروازه کدام جریان اعمال می شود؟

ترک یک پیام 

فهرست پیام