
逆导晶闸管以往的城市电车和地铁机车为了便于调速采用直流供电,用直流开关动作增加或减小电路电阻,改变电路电流来控制车辆的速度。但它有不能平滑起动和加速。开关体积大、寿命短,而且低速运行时耗电大(减速时消耗在启动电阻上)等缺点。自有了逆导晶闸管,采用了逆导晶闸管控制、调节车速,克服了上述缺点,而且还降低了功耗,提高了机车可靠性。晶闸管晶闸管逆导晶闸管是在普通晶闸管上反向并联一只二极管而成(同做在一个硅片上。它的等效电路和符号如图1所示。它的特点是能反向导通大电流。由于它的阳极和阴极接入反向并联的二极管,可对电感负载关断时产生的大电流、高电压进行快速释放。目前已经能生产出耐压达到1500~2500V正向电流达400A。吸收电流达150A,关断时间小于30微秒的逆导晶闸管。可关断晶闸管GTO(GateTurn-OffThyristor)亦称门控晶闸管。其主要特点为,当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。晶闸管晶闸管前已述及,普通晶闸管(SCR)靠门极正信号触发之后,撤掉信号亦能维持通态。欲使之关断,必须切断电源,使正向电流低于维持电流IH,或施以反向电压强迫关断。这就需要增加换向电路,不使设备的体积重量增大,而且会降低效率。
dv/dt)晶闸管是由三个P—N结组成的。每个结相当于一个电容器。结电压急剧变化时,就有很大的位移电流流过元件,它等效于控制极触发电流的作用。可能使晶闸管误导通。这就是普通晶闸管不能耐高电压上升率的原因。为了有效防止上述误导通现象发生,快速晶闸管采取了短路发射结结构。把阴极和控制极按一定几何形状短路。这样一来,即使电压上升率较高,晶闸管的电流放大系数仍几乎为零,不致使晶闸管误导通。只是在电压上升率进一步提高,结电容位移电流进一步增大,在短路点上产生电压降足够大时,晶闸管才能导通。具有短路发射结结构的晶闸管,用控制极电流触发时,控制极电流首先也是从短路点流向阴极。只是当控制极电流足够大,在短路点电阻上的电压降足够大,PN结正偏导通电流时,才同没有短路发射结的元件一样,可被触发导通。因此,快速晶闸管的抗干扰能力较好。快速晶闸管的生产和应用都进展很快。目前,已有了电流几百安培、耐压1千余伏,关断时间为20微妙的大功率快速晶闸管,同时还做出了工作频率可达几十千赫兹供高频逆变用的元件。其产品应用于大功率直流开关、大功率中频感应加热电源、超声波电源、激光电源、雷达调制器及直流电动车辆调速等领域。
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