gto的關(guān)斷過程
gto的門控電路由開通電路、關(guān)斷電路和偏置電路三者組成，由于gto與scr的相似性，除導(dǎo)通時(shí)因飽和不深需要正偏置外，gto與scr的觸發(fā)電路沒有原則區(qū)別。gto門控電路的特點(diǎn)與難點(diǎn)在于關(guān)斷電路，為此必須說明gto的關(guān)斷原理及其相關(guān)波形，從而提出設(shè)計(jì)關(guān)斷電路的技術(shù)要求。
對(duì)大功率電力電子器件正向特性的要求是通態(tài)電流大、通態(tài)電壓低，因此在通態(tài)下就必須使元件具有足夠多的載流子存儲(chǔ)量，這就給元件的關(guān)斷帶來了特殊困難。因此對(duì)gto門控電路的基本要求就是要有足夠大的關(guān)斷電流，以便從門極排出足夠大的門極關(guān)斷電荷，同時(shí)其關(guān)斷功率又不能超過門極的允許值。
圖1是gto導(dǎo)通與關(guān)斷過程波形，圖中ia和va為gto的陽極電流和電壓；ig為正向門極觸發(fā)電流；icq為反向門極關(guān)斷電流；vcq為門極關(guān)斷電壓。關(guān)斷過程從toff的起點(diǎn)開始。
圖1
由于較大的可關(guān)斷峰值電流需要有較大的門控電流，所以只要門極功耗允許，較大的門極關(guān)斷電流有利于縮小toff ，這樣既可減少關(guān)斷時(shí)的管耗，又可提高gto的開關(guān)頻率。
關(guān)斷gto不僅要從門極抽出足夠大的關(guān)斷電荷，而且要有足夠的關(guān)斷電流上升率，以加快關(guān)斷過程，減少元件損耗。
用scr關(guān)斷gto的門控電路
gto的門控電路種類很多，有幾種不同的分類方法，例如用門控電路電源的數(shù)量及形式來區(qū)分，也可以用門控電路輸入或輸出信號(hào)的耦合方式來區(qū)分等。按門控電路最后一個(gè)環(huán)節(jié)――輸出級(jí)所采用的功率元件的性質(zhì)來區(qū)分，這樣更能反映門控電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
圖2是用scr關(guān)斷gto的一種門控電路原理圖。輸入信號(hào)為正脈沖（on）時(shí)，光電管t1導(dǎo)通，t2截止，t3和t4導(dǎo)通，從e1電源經(jīng)r7、t4及c3使gto觸發(fā)。c1～c3為加速電容。當(dāng)gto的關(guān)斷信號(hào)為零脈沖（off）時(shí)，t3、t4截止，而關(guān)斷電路中的t5導(dǎo)通、t6截止，因此scr經(jīng)r13和r14獲得觸發(fā)信號(hào)并導(dǎo)通，關(guān)斷電路的電源e2經(jīng)scr、r7、r8、r15形成門極負(fù)電流，使gto關(guān)斷。
圖2
利用scr關(guān)斷gto，可以取得較大的負(fù)電流，有利于大功率gto的關(guān)斷，但頻率受限制，電路也較復(fù)雜，目前已為功率mosfet及igbt所取代。
用mosfet關(guān)斷gto的門控電路
圖3是用功率mosfet關(guān)斷gto的一種門控電路的原理圖，此門控電路的功率小、工作頻率高、電路結(jié)構(gòu)也簡單。觸發(fā)環(huán)節(jié)由電容c1、功率mosfet管t1、復(fù)合管t3等構(gòu)成。20khz的脈沖電源經(jīng)過整流后，使觸發(fā)電容c1儲(chǔ)能。在觸發(fā)信號(hào)on加到t1基極上時(shí)，t1導(dǎo)通，gto被觸發(fā)導(dǎo)通。同時(shí)已充電的c2經(jīng)r3、t1為gto提供穩(wěn)定導(dǎo)通的正偏置。門極關(guān)斷電路由功率mosfet管t2及c3、r5等構(gòu)成。當(dāng)t2基極有關(guān)斷信號(hào)off正脈沖信號(hào)時(shí)，t2導(dǎo)通，c3為gto提供負(fù)的脈沖電流，使gto關(guān)斷。c3的充電電壓為15v，c3的電容量較大，有2000uf，可以關(guān)斷300a/1200v的gto。此外gto已有模塊化的模塊電路產(chǎn)品，應(yīng)用方便可靠，但價(jià)格較高。
圖3