GTO

驱动电路

门极可关断晶闸管

GTO

驱动电路

1.

电⼒电⼦器件驱动电路简介

电⼒电⼦器件的驱动电路是指主电路与控制电路之间的接⼝，可使电⼒电⼦器件⼯作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减

⼩开关损耗，对装置的运⾏效率、可靠性和安全性都有重要的意义。⼀些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实

现。驱动电路的基本任务：按控制⽬标的要求施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则

既要提供开通控制信号；⼜要提供关断控制信号。

门极可关断晶闸管简称

GTO, 

是⼀种通过门极来控制器件导通和关断的电⼒半导体器件，它的容量仅次于普通晶闸管，它应⽤

的关键技术之⼀是其门极驱动电路的设计。门极驱动电路设计不好，常常造成

GTO

晶闸管的损坏，⽽门极关断技术应特别予

以重视。门极可关断晶闸管

GTO

的电压、电流容量较⼤，与普通晶闸管接近，因⽽在兆⽡级以上的⼤功率场合仍有较多的应

⽤。

2.GTO

驱动电路的设计要求

由于

GTO

是电流驱动型，所以它的开关频率不⾼。

GTO

驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部

分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。⽤理想的门极驱动电流去控制

GTO 

的开通和关断过程，以提⾼开关速

度，减少开关损耗。

GTO

要求有正值的门极脉冲电流，触发其开通；但在关断时，要求很⼤幅度的负脉冲电流使其关断。因此全控器件

GTO

的驱

动器⽐半控型

SCR

复杂。门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通和关断

, 

⽽且直接影响到元件的开关

时间、开关损耗

, 

⼯作频率、最⼤重复可控阳极电流等⼀系列重要指标。门极电路包括门极开通电路和门极关断电路

。

GTO

对门极开通电路的要求

:GTO

的掣住电流⽐普通晶闸管⼤得多

, 

因此在感性负载的情况下

, 

脉冲宽度要⼤⼤加宽。此外

, 

普通

晶闸管的通态压降⽐较⼩

, 

当其⼀旦被触发导通后

, 

触发电流可以完全取消

, 

但对于

GTO, 

即使是阻性负载

, 

为了降低其通态压降

,

门极通常仍需保持⼀定的正向电流

, 

因此

, 

门极电路的功耗⽐普通品闸管的触发电路要⼤的多。对门极关断电路的要求：

GTO

对作为关断脉冲的负向门极电流有很⾼的要求。负向门极电流的幅值，斜率直接影响到元件的元断能⼒、关断时间及关断损

耗。要求门极关断回路有⾜够⼤的动⼒源

, 

回路阻抗和感抗⾮常⼩，⽤作门极关断回路的开关元件要有很⼩的内阻

, 

较宽的频带

和较好的承受冲击电流的能⼒。

3

．

GTO

的普通驱动电路

下图

1

为普通的

GTO

驱动电路原理图。当输⼊信号为正脉冲时，光耦合器

B

导通，三极管

V1

截⽌，

V2

和

V3

导通，电源

E1

经

R7

、

V3

及

C3(R8)

触发

GTO 

导通。当输⼊信号为零脉冲时，光耦合器

B

截⽌，

V1

导通，

V2

和

V3

截⽌。关断电路中的

V4

导

通，

V5

截⽌，晶闸管

VT

经

R13

和

R14

获得触发信号并导通，电源

E2

经

VT

、

GTO

、

R8

、

R15

形成门极负电流使

GTO

关断。电

路中

C1

到

C5