門極關(guān)斷(GTO)晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi),幾乎是能夠承受高電壓和大電流的半導(dǎo)體器件。因此,針對(duì)SCR的缺點(diǎn),人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上,并因此而開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。
GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似,它的三個(gè)極也是:陽(yáng)極(A)、陰極(K)和門極(G)。其圖行符號(hào)也和SCR相似,只是在門極上加一短線,以示區(qū)別。
GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是:
①在門極G上加正電壓或正脈沖(開關(guān)S和至位置1)GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后,即使撤消控制信號(hào)(開關(guān)回到位置0),GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通??梢?,GTO晶閘管的導(dǎo)通過程和SCR的導(dǎo)通過程完全相同。
②如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖(開關(guān)和至位置2),可使GTO晶閘管關(guān)斷。用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果,但其關(guān)斷控制較易失敗,故仍較復(fù)雜,工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí),大功率管(GTR)迅速發(fā)展了起來(lái),使GTO晶閘管相形見絀。因此,在大量的中小容量變頻器中,GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大,故在大容量變頻器中,仍居主要地位。
主要參數(shù)
⑴在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)
①擊穿電壓Uceo和Ucex:能使集電極C和發(fā)射極E之間擊穿的小電壓?;鶚OB開路是用Uceo表示,B、E間接入反向偏壓時(shí)用Ucex 表示。在大多數(shù)情況下,這兩個(gè)數(shù)據(jù)是相等的。
②漏電流Iceo 和 Icex:截止?fàn)顟B(tài)下,從C極流向E極的電流。B極開路時(shí)為 Iceo,B、E間反偏時(shí)為 Icex。
⑵在飽和狀態(tài)時(shí)
① 集電極電流Icm:GTR飽和導(dǎo)通是的允許電流。
② 飽和壓降Uces:當(dāng)GTR飽和導(dǎo)通時(shí),C、E間的電壓降。
⑶在開關(guān)過程中
① 開通時(shí)間Ton:從B極通入正向信號(hào)電流時(shí)起,到集電極電流上升到0.9 Ics 所需要的時(shí)間。
② 關(guān)斷時(shí)間Toff:從基極電流撤消時(shí)起,至Ic下降至0.1 Ics 所需的時(shí)間
開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間將直接影響到SPWM調(diào)制是的載波頻率。通常,使用GTR做逆變管時(shí)的載波頻率底于2KHz。
功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(POWER MOSFET) 它的3個(gè)極分別是源極S、漏極D和柵極G
其工作特點(diǎn)是,G、S間的控制信號(hào)是電壓信號(hào)Ugs。改變Ugs的大小,主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大,故控制電流幾乎為0,所需驅(qū)動(dòng)功率很小。和GTR相比,其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,工作頻率也比較高。此外,MOSFET還具有熱穩(wěn)定性好、工作區(qū)大 等優(yōu)點(diǎn)。
但是,功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管在提高擊穿電壓和增大電流方面進(jìn)展較慢,故在變頻器中的應(yīng)用尚不能居主導(dǎo)地位。
怎樣才能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?
當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí),要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。
根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此,要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小,就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時(shí),把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面,將會(huì)使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對(duì)大容量變頻器更加有效。
還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。注意:變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的,橫著放散熱會(huì)變差的!