关断晶闸管(MTO)

MTO表示MOS关断晶闸管。它是一种大功率双极MOS晶闸管,由MOSFET和门关断晶闸管(GTO)组成。它是作为GTO的替代品而开发的。它是一种在功率和阻塞电压方面优于MCT和IGBT的闭锁器件。它是由硅电力公司(SPCO)开发的,与GTO的工作原理类似,只不过它也可以在较低的脉冲电流下进入OFF状态。

MTO象征
图1。MTO象征

只有当提供高脉冲电流时,GTO才能进入OFF状态。在MTO中,MOSFET和GTO的结合使其即使在低脉冲电流下也能关闭,因此,克服了GTO的限制。需要提供一个小的信号电压水平来开关MOSFET。

图1显示了MTO的符号.从符号上可以看出,它有两个栅极端子,分别是开闸(G1)和关闸(G2)端子。这样做是为了克服GTO对高脉冲电流驱动要求的限制,以关闭晶闸管。

如今,它们拥有高达10千伏的高压和高达4 kA的大电流。由于这个原因,它们被广泛应用于1-20 MVA的高功率应用中。

MTO结构

图1-电子教室亚博vip15yb体育app网站
图2:MOS关断晶闸管结构

MTO基于四层闭锁结构。它具有理想的双稳态开关特性,在开、关两种状态下都具有较低的功耗。为了接通MTO,在开断栅(G1)处施加电流脉冲,G1通过接通NPN晶体管来锁定器件。集电极电流随后向较低的PNP提供基极电流,从而将锁定MTO的PNP晶体管开关。

为了关闭它们,在MOSFET栅极(关断栅极- G2)处施加栅极电压。这就开启了MOSFET,从而缩短了MTO的发射极和基座,从而停止了闭锁过程。一个门关断晶闸管(GTO)需要从NPN晶体管的发射极和基极产生高电流,以及高负脉冲来停止闭锁过程。mto可以在1-2微秒内关闭,这使得它们比gto更快更有效。

与GTO相比,MTO的建造成本要低得多,使用的构件也小得多,因此节省了大量的存储空间。

优势

  • 它具有高功率范围从10千伏和4 kA
  • 由于更高的dv/dt,它需要更小的缓冲元件。
  • 该器件的成本和栅驱动器的功率要求比其他关断器件低得多。

应用程序

mto通常用于需要快速门关断开关的高达20mva的高压应用。这是因为与其他开关器件相比,它具有更理想的双稳态开关特性。这样的应用程序包括:

不间断电源,用于高功率系统,如UPS

随着世界的进步,对不间断电能质量的要求也越来越高。ups在计算机服务中心等应用中被用作备份。尽管IGBT已经成为一种可行的开关器件,但在封装方面,在线键合可靠性和单面冷却方面仍存在一些缺陷。在大功率UPS应用中,MTO是比GTO和IGBT更好、更可靠的选择。

中压电机驱动

船舶推进装置、大型风扇、压缩机和水泵均采用变速传动,以达到节能的目的。传统的定制设计的中压电机驱动器是昂贵的。由于MTO的高阻塞电压,这些驱动器现在可以是廉价的,额定电压在2.3kV到6.6kV之间。MTO还提供了一个更容易的门控制机制,使其在这些电机驱动器的应用有希望的候选人。

无功谐波补偿器的实用性

许多高功率变换器应用,如柔性交流线路传输(FACT),都在多步配置中使用GTO。MTO由于其低电流栅极驱动器、较小的缓冲元件和电路以及由于低开关损耗而带来的高开关速度,是目前应用中更好的操作选择。

它们现在正在市场上对大功率DC/AC和DC/DC转换做出显著的改变,并将最终取代GTO。它们将允许开关设备具有高功率等级。

参考文献

  1. MOS控制和MOS关断晶闸管的应用
  2. 短路阳极基底电阻mos控制晶闸管的开关特性

这篇文章只有一个评论

  1. 拉杰什

    很好地解释

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