GTO的基本參數(shù)與普通晶閘管大多相同,不同的主要參數(shù)敘述如下。
(1)最大可關(guān)斷陽極電流IATO。GTO的陽極電流允許值受兩方面因素的限制:一是額定工作結(jié)溫,其決定了GTO的平均電流額定值;二是關(guān)斷失敗。所以GTO必須規(guī)定一個最大可關(guān)斷陽極電流IATO作為其容量,IATO即管子的銘牌電流。
在實際應(yīng)用中,可關(guān)斷陽極電流IATO受以下因素的影響:門極關(guān)斷負電流波形、陽極電壓上升率、工作頻率及電路參數(shù)的變化等,在應(yīng)用中應(yīng)予特別注意。
(2)關(guān)斷增益βoff。關(guān)斷增益βoff為最大可關(guān)斷電流IATO與門極負電流最大值IGM之比,即
βoff表示GTO的關(guān)斷能力。當(dāng)門極負電流上升率一定時,βoff隨可關(guān)斷陽極電流的增加而增加;當(dāng)可關(guān)斷陽極電流一定時,βoff隨門極負電流上升率的增加而減小。
采用適當(dāng)?shù)拈T極電路,很容易獲得上升率較快、幅值足夠的門極負電流。因此,在實際應(yīng)用中不必追求過高的關(guān)斷增益。
(3)陽極尖峰電壓UP。陽極尖峰電壓UP是在GTO關(guān)斷過程中的下降時間tf尾部出現(xiàn)的極值電壓。UP的大小是GTO緩沖電路中的雜散電感與陽極電流在tf內(nèi)變化率的乘積。因此,當(dāng)GTO的陽極電流增加時,尖峰電壓幾乎線性增加,當(dāng)UP增加到一定值時,GTO因Poff過大而損壞。由于UP限制可關(guān)斷峰值電流的增加,故GTO的生產(chǎn)廠’家一般把UP值作為參數(shù)提供給用戶。
為減小UP,必須盡量縮短緩沖電路的引線,減小雜散電感,并采用快恢復(fù)二極管及無感電容。
可關(guān)斷晶閘管應(yīng)用領(lǐng)域
下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益βoff的方法。
1.判定GTO的電極
將萬用表撥至R×1檔,測量任意兩腳間的電阻,僅當(dāng)黑表筆接G極,紅表筆接K極時,電阻呈低阻值,對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極,剩下的就是A極。
2.檢查觸發(fā)能力
首先將表Ⅰ的黑表筆接A極,紅表筆接K極,電阻為無窮大;然后用黑表筆尖也同時接觸G極,加上正向觸發(fā)信號,表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明GTO已經(jīng)導(dǎo)通;最后脫開G極,只要GTO維持通態(tài),就說明被測管具有觸發(fā)能力。
3.檢查關(guān)斷能力
現(xiàn)采用雙表法檢查GTO的關(guān)斷能力,如圖2(b)所示,表Ⅰ的檔位及接法保持不變。將表Ⅱ撥于R×10檔,紅表筆接G極,黑表筆接K極,施以負向觸發(fā)信號,如果表Ⅰ的指針向左擺到無窮大位置,證明GTO具有關(guān)斷能力。
4.估測關(guān)斷增益βoff
進行到第3步時,先不接入表Ⅱ,記下在GTO導(dǎo)通時表Ⅰ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1;再接上表Ⅱ強迫GTO關(guān)斷,記下表Ⅱ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益:
βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/ K2n2
式中K1-表Ⅰ在R×1檔的電流比例系數(shù);
K2-表Ⅱ在R×10檔的電流比例系數(shù)。
βoff≈10×n1/ n2
此式的優(yōu)點是,不需要具體計算IAT、IG之值,只要讀出二者所對應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù),即可迅速估測關(guān)斷增益值。
注意事項:
(1)在檢查大功率GTO器件時,建議在R×1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5V電池E′,以提高測試電壓和測試電流,使GTO可靠地導(dǎo)通。
(2)要準(zhǔn)確測量GTO的關(guān)斷增益βoff,必須有專用測試設(shè)備。但在業(yè)余條件下可用上述方法進行估測。由于測試條件不同,測量結(jié)果僅供參考,或作為相對比較的依據(jù)。
普通單向晶閘管靠控制極信號觸發(fā)之后,撤掉信號也能維持導(dǎo)通。欲使其關(guān)斷,必須切斷電源或施以反向電壓強行關(guān)斷。這就需要增加換向電路,不僅使設(shè)備的體積、質(zhì)量增大,而且會降低效率,產(chǎn)生波形失真和噪聲,可關(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷。
當(dāng)可關(guān)斷晶閘管陽極和陰極間加正向電壓且低于正向轉(zhuǎn)折電壓時,若門極無正向電壓,則管子不會導(dǎo)通;若門極加正向電壓,則管子被觸發(fā)導(dǎo)通,導(dǎo)通后的管壓降比較大,一般為2~3V。
由于可關(guān)斷晶閘管關(guān)斷時,可在陽極電流下降的同時升高施加的電壓(不像普通單向晶閘管關(guān)斷時在陽極電流等于零后才能施加電壓),因此,可關(guān)斷晶閘管關(guān)斷期間功耗較大。另外,因為可關(guān)斷晶閘管導(dǎo)通壓降較大(2~3V),門極觸發(fā)電流較大(20mA左右),所以可關(guān)斷晶閘管的導(dǎo)通功耗與門極功耗均較普通單向晶閘管大。
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可關(guān)斷晶閘管成分結(jié)構(gòu)
可關(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,因此圖1僅繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號。大功率GTO大都制成模塊形式。
盡管GTO與SCR的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即外于深度飽和狀態(tài),而GTO在導(dǎo)通后只能達到臨界飽和,所以GTO門極上加負向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。GTO的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,它等于陽極最大可關(guān)斷電流IATM與門極最大負向電流IGM之比,有公式
βoff =IATM/IGM
βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。很顯然,βoff與昌盛 的hFE參數(shù)頗有相似之處。
可關(guān)斷晶閘管的特性曲線如圖。
可關(guān)斷晶閘管的結(jié)構(gòu)和普通單向晶閘管一樣,也是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成,外部也有三個電極,即門極G、陽極A和陰極K。普通單向晶閘管只構(gòu)成一個單元器件,而可關(guān)斷晶閘管則構(gòu)成一種多元的功率集成器件,它的內(nèi)部包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小GTO單元。為了實現(xiàn)門極控制關(guān)斷,而將這些小GTO單元的陰極和門極特別設(shè)計成在器件內(nèi)部并聯(lián)。
可關(guān)斷晶閘管在電路中常用字母GTO表示,小功率可關(guān)斷晶閘管的外形及電路符號見圖1,大功率可關(guān)斷晶閘管多采用圓盤狀或模塊型式。國產(chǎn)可關(guān)斷晶閘管常用型號有先鋒( XUNFO)、光寶( LITEON)、柳晶(LIUJING) GT050A~1000A等系列。進口可關(guān)斷晶閘管常用型號有日本富士通公司(FUJITSU)EF3003AM系列,日本東芝公司(TOSHIBA) SG600EX、SG800EX、SG1000EX系列,瑞士阿西布朗勃法瑞公司(ABB)SSGA、5SGF、5SGR系列,日本三菱公司(MITSUBISHI)FG1000BV、FG3000DV、FG2000FX、FG3000GX系列,日本日立公司(HIT) GFP2000G40、GFP4000G40系列等。
可關(guān)斷晶閘管(GTO)又稱門極可關(guān)斷晶閘管或門控晶閘管,是晶閘管的一種派生器件。它的主要特點是門極加正脈沖信號觸發(fā)管子導(dǎo)通,門極加負脈沖信號觸發(fā)管子關(guān)斷,因而屬于全控型器件。
可關(guān)斷晶閘管既保留了普通單向晶閘管耐壓高、電流大的特性,又具備了自關(guān)斷能力,且關(guān)斷時間短,不需要復(fù)雜的換向電路,工作頻率高,使用方便,但對關(guān)斷脈沖信號的脈沖功率和門極負向電流的上升率要求較高。可關(guān)斷晶閘管是理想的高壓、大電流開關(guān)器件,廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域。
可關(guān)斷晶閘管發(fā)展簡史
普通晶閘管(SCR)靠門極正信號觸發(fā)之后,撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流IH,或施以反向電壓強近關(guān)斷。這就需要增加換向電路,不僅使設(shè)備的體積重量增大,而且會降低效率,產(chǎn)生波形失真和噪聲。
可關(guān)斷晶閘管(GTO)克服了上述缺陷,它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點,又具有自關(guān)斷能力,因而在使用上比普通晶閘管方便,是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。GTO的容量及使用壽命均超過電力晶體管(GTR),只是工作頻率比GTR低。目前,GTO已達到3000A、4500V的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,顯示出強大的生命力。
可關(guān)斷晶閘管的外形,符號如圖。
1.可關(guān)斷晶閘管電極判別
判別電極時,將萬用表置R×1Ω擋,檢測任意兩腳間電阻值。黑表筆接G極、紅表筆接K極時為低電阻值,其他情況下電阻值均為無窮大,由此可判定G極、K極,余下為A極。
2.可關(guān)斷晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通能力判別
(1)觸發(fā)導(dǎo)通能力的檢測方法。判斷可關(guān)斷晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通能力時,將萬用表置R×1Ω擋,黑表筆接A極,紅表筆接K極,測得電阻值為無窮大。同時用黑表筆接觸G極(加上正向觸發(fā)信號),表針向右偏轉(zhuǎn)到低電阻值,說明晶閘管已導(dǎo)通。黑表筆筆尖離開G極,晶閘管仍維持導(dǎo)通,說明被測管具有觸發(fā)導(dǎo)通能力。
(2)檢測注意事項。檢測大功率可關(guān)斷晶閘管時,可在R×1Ω擋外面串聯(lián)一節(jié)1.5V電池(與表內(nèi)電池極性順向串聯(lián)),以提高測試電壓,使可關(guān)斷晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通。
3.可關(guān)斷晶閘管關(guān)斷能力判別
盡管可關(guān)斷晶閘管與普通單向晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通單向晶閘管在導(dǎo)通之后即處于深度飽和狀態(tài),而可關(guān)斷晶閘管在導(dǎo)通后只能達到臨界飽和狀態(tài)。所以,在可關(guān)斷晶閘管的門極上加負向觸發(fā)信號后,通態(tài)電流開始下降,使管子不能維持內(nèi)部電流的正反饋。此過程經(jīng)過一定時間后,可關(guān)斷晶閘管即可關(guān)斷。
將萬用表1置R×1Ω擋,紅表筆接K極,黑表筆接A極。使晶閘管導(dǎo)通并維持,此時表1指針向右偏轉(zhuǎn)為低電阻值。然后將萬用表2置R×10Ω擋,黑表筆接K極,紅表筆接G極(加負向觸發(fā)信號),若此時表1指針向左擺到無窮大,說明管子具有關(guān)斷能力。 2100433B
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評分: 4.7
空調(diào)參數(shù)主要參數(shù) 匹數(shù) 1.5P 大 1.5P 2P 3P 5P 掛機 掛機 掛機 柜機 柜機 類型 變頻冷暖 變頻冷暖 變頻冷暖 變頻冷暖 定頻冷暖 制冷量( W) ≥3200 ≥3500 ≥5000 ≥7200 ≥12000 制冷量變頻區(qū) 間(W) 450~3600 ( 符 合或大于區(qū)間) 450~3800 (符 合或大于區(qū)間) 600~5900 (符 合或大于區(qū)間) 1500~8100(符合或 大于區(qū)間) —— 制熱量( W) ≥4000 ≥4500 ≥6300 ≥8900 ≥ 12500(16000) 制熱量變頻區(qū) 間(W) 790~4690 ( 符 合或大于區(qū)間) 800~5100 (符 合或大于區(qū)間) 750~7600 (符 合或大于區(qū)間) 1500~9500(符合或 大于區(qū)間) —— 制冷功率( W) ≤960 ≤1110 ≤1600 ≤2470 ≤3950 制冷耗電
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評分: 4.4
1 電梯的主要參數(shù) 電梯技術(shù)參數(shù) 電梯名稱或用途 小機房乘客電梯 主要參數(shù) 驅(qū)動方式 永磁同步技術(shù)(必須采用永磁同步無齒輪曳引 機) 額定載重( Kg) 1150 額定速度( m/s) 1. 5 層 /站 /門 8/8/8 控制系統(tǒng) 32 位微機一體化控制系統(tǒng) 電梯井道 井道尺寸( mm) 約 2100×2350 底坑深度 (mm) 約 1700 頂層高度( mm) 約 4600 提升高度( mm) 約 28500 井道總高( mm) 約 34800 機房 機房尺寸( mm) >3500×4000×2500 轎廂尺寸及 裝飾 轎廂內(nèi)尺寸( mm) 1600×1580 轎廂外尺寸( mm) 1650×1765 轎廂裝飾 發(fā)紋不銹鋼 轎頂裝飾 吊頂 轎廂地板材料 PVC 門踏板材料 不銹鋼 2 轎廂其余裝飾要求 / 開門及 裝飾 開門型式 單開門 開門方式 中分式
柵極可關(guān)斷晶閘管,GTO(Gate Turn-off Thyristor) :
對于一般的晶閘管,當(dāng)通過柵極觸發(fā)、使其導(dǎo)通以后,柵極就不起作用了,即利用柵極不能關(guān)斷陽極電流。但是,如果對于晶閘管的結(jié)構(gòu)作一些改變,使得柵極不僅能夠起到觸發(fā)開通的作用,同時也能夠起到關(guān)斷陽極電流的作用,這種柵極具有一定關(guān)斷功能的晶閘管就是GTO。
GTO(Gate-Turn-Off Thyristor)是門極可關(guān)斷晶閘管的簡稱,他是晶閘管的一個衍生器件。但可以通過門極施加負的脈沖電流使其關(guān)斷,他是全控型器件。
1)在設(shè)計器件時使a2較大,這樣晶體管V2控制靈敏,這樣GTO可以很容易關(guān)斷。
2)使得a1+a2趨向于1,普通晶閘管的a1+a2>=1.15,而GTO的近似為1.05,這樣GTO導(dǎo)通時飽和程度不深,更接近于臨界飽和,為門極可關(guān)斷控制提供了有力條件。不利因素,導(dǎo)通使管壓降增大了。
3)集成結(jié)構(gòu)中每個GTO單元的陰極面積小,門極和陰極間的距離大為縮短,使得P2基區(qū)的橫向電阻很小,使門極抽出較大的電流成為可能。
4)它比普通晶閘管開通過程快,承受的電壓能力強。