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GTO功耗分析:优化发挥

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:GTO在工作过程中的损耗包括通态损耗、断态损耗和开关损耗。GTO在通态和断态时损耗较小,在开通和关断的动态过程中损耗较大,其开关损耗随着工作频率的增加而显著上升。相关的提高GTO的开通速度的措施都可以减小其关断损耗,如提高GTO中载流子寿命以减小开通过程中的过剩载流子的复合、减薄GTO的基区厚度,以及对驱动电路的改进等。在电压尖峰处,此时阳极电流还比较大,GTO上的电压已很高,此时的瞬态功率很大。

GTO功耗分析:优化发挥

GTO在工作过程中的损耗包括通态损耗、断态损耗和开关损耗。GTO在通态和断态时损耗较小,在开通和关断的动态过程中损耗较大,其开关损耗随着工作频率的增加而显著上升。

GTO的开通和晶闸管基本相同,但是由于其开通电流的扩展速度远远大于晶闸管,开通时间短,相比于晶闸管的开通损耗小得多。相关的提高GTO的开通速度的措施都可以减小其关断损耗,如提高GTO中载流子寿命以减小开通过程中的过剩载流子的复合、减薄GTO的基区厚度,以及对驱动电路的改进等。

GTO在关断的过程中会产生很大的功耗,从其关断电压和电流波形可以看出,瞬时功率的极大值出现在其关断时电压的尖峰处和关断末期的拖尾电流处。在电压尖峰处,此时阳极电流还比较大,GTO上的电压已很高,此时的瞬态功率很大。要减小这一尖峰电压,通常二极管和电容要有很好的电压吸收能力,一般电容的选取可以适当地大一些,而对于吸收电路的结构也需要优化。实际上,吸收电路中也有一个附加电感,这一电感是不利于吸收电路的分流作用,尖峰电压的值是由吸收电路的二极管和附加电感决定的。一般一个有效的GTO吸收电路需要特殊的二极管和比较小的吸收回路电感,这样才能将尖峰电压降到最小。而且对于尖峰电压后的电压上升曲线,也可以保证有恰当波形,这样也有利于功耗的降低。(www.xing528.com)

对于拖尾电流,这点由于在GTO原理上是不可避免的。在关断末期,阳极电位已经很高,J2结面附近已形成了高电场的空间电荷区,一部分过剩载流子通过J2结的高电场被抽取到P2区,这样就形成了关断的拖尾电流,由于此时高的阻断电压,造成了功率损耗比较大。拖尾电流主要来自于阳极,通常为了降低这一损耗,可以采取阳极短路点结构以及降低阳极区域的载流子寿命的办法来解决。

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