门极可关断晶闸管的驱动

门极可关断晶闸管(GTO)可以用正门极电流开通和负门极电流关断。在工作机理上，开通时与一般晶闸管基本相同，关断时则完全不一样。因此需要具有特殊的门极关断功能的门极驱动电路。理想的门极驱动电流波形如图2-29所示，驱动电流波形的上升沿陡度、波形的宽度和幅度、及下降沿的陡度等对GTO的特性有很大影响。GTO门极驱动电路包括门极开通电路、门极关断电路和门极反偏电路。对GTO而言，门极控制的关键是关断。<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />

(1) 门极开通电路

GTO的门极触发特性与普通晶闸管基本相同，驱动电路设计也基本一致。要求门极开通控制电流信号具有前沿陡、幅度高、宽度大、后沿缓的脉冲波形。脉冲前沿陡有利于GTO的快速导通，一般dI_GF/dt为5～<?XML:NAMESPACE PREFIX = ST1 />10A/μs；脉冲幅度高可实现强触发，有利于缩短开通时间，减少开通损耗；脉冲有足够的宽度则可保证阳极电流可靠建立；后沿缓一些可防止产生振荡。

(2) 门极关断电路

已导通的GTO用门极反向电流来关断，反向门极电流波形对GTO的安全运行有很大影响。要求关断控制电流波形为前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。一般关断脉冲电流的上升率dI_GR/dt取10～50A/μs，这样可缩短关断时间，减少关断损耗，但dI_GR/dt过大时会使关断增益下降，通常的关断增益为3～5，可见关断脉冲电流要达到阳极电流的1/5～1/3，才能将GTO关断。当关断增益保持不变，增加关断控制电流幅值可提高GTO的阳极可关断能力。关断脉冲的宽度一般为120μs左右。

图1 理想的GTO门极驱动电流波形

(3) 门极反偏电路

由于结构原因，GTO与普通晶闸管相比承受du/dt的能力较差，如阳极电压上升率较高时可能会引起误触发。为此可设置反偏电路，在GTO正向阻断期间于门极上施加负偏压，从而提高电压上升率du/dt的能力。