Jedným z efektívnejších spôsobov vypínania v jednosmernom obvode je vypínanie prúdu pomocou vypínacieho tyristora GTO. Jeho princíp vyplýva z možnosti odstránenia náboja v okolí blokovacieho prechodu zopnutého tyristora záporným prúdom I_GR. To môžeme spraviť tak, že na prechod J₃ priložíme napätie polarizujúce tento prechod záverne. Prúd nosičov tečúci zopnutým tyristorom I_ON začne byť odsávaný do riadiacej elektródy, ktorou potečie prúd I_GR. Po odsatí všetkého náboja z okolia blokovacieho prechodu dôjde k obnoveniu blokovacej schopnosti GTO. Pretože prierazné napätie prechodu J₃ je u GTO najviac 20 až 25 V, prevádza sa odsávanie náboja zo zdroja napätia U_GR = 15 V. Toto napätie dokáže odsať náboj len z určitej malej hĺbky a preto musí byť katóda tvorená úzkym pásikom typickým 200 m širokým a 3000 m dlhým. Aby bolo GTO schopné spínať a vypínať veľké prúdy (jednotky kA), je nutné katódové segmenty spojovať paralelne. Celú súčiastku zobrazenú na obr. 1 tvorí niekoľko stoviek paralelne spojených katódových segmentov, ktoré sú pospájané prítlačnou elektródou v tvare medzikružia. Elektróda gate, ktorá je tvorená pokovaním medzi segmentmi je zhruba o 10 mm menší ako katódové pásy a je vyvedená stredom tyristora.

Obr. 1. Pohľad na doštičku tyristora GTO

V súlade s obr. 4.11.16 je GTO spínané kladným prúdom zo zdroja U_RG. U bežných GTO tyristora je strmosť nárastu prúdu I_GR obmedzená indukčnosťou L_OFF. Tyristor je tak schopný vypínať prúdy v jednotkách kA pri napájacom napätí v jednotkách kV s vypínacou dobou približne 100 s. Je to celková doba od príchodu vypínacieho impulzu do doby úplného obnovenia blokovacej schopnosti, ak napätie U_AC na plnej hodnote napájacieho napätia a GTO tyristor je zbavený nadbytočného náboja.

Obr. 2 Samostatný katódový segment GTO tyristora v reze. Schéma obvodu pre spínanie a vypínanie GTO s RCD ochranou

V priebehu anódového prúdu I_A vypínacieho procesu GTO na obr. 2 sú tri základné fázy: doba presahu t_g (storage time), doba poklesu t_f (fall time) a doba týlu t_t (tail time). V dobe presahu dochádza k odsávaniu nosičov v procesu záverného zotavenia prechodu J₃ prúdom I_G. Táto doba končí poklesom prúdu I_A na 90 % hodnoty v zopnutom stave. Odsávanie nosičov pokračuje v dobe poklesu t_f a je keďže zasahuje do oblasti blokovacieho prechodu J₂, dochádza k rýchlemu poklesu prúdu I_A. Doba poklesu končí poklesom prúdu na 10 % hodnoty v zopnutom stave. Súčasne dochádza k prudkému nárastu anódového napätia, ktoré je však zastavené RCD ochranou. Na začiatku doby týlu je prietok katódového prúdu I_C definitívne prerušený a anódový prúd týlu vyteká von jedine z riadiacej elektródy. Doba týlu končí poklesom prúdu týlu I_A na 25 % svojho maxima..

<<<Späť