全控型器件

东南大学

实验名称：院（系）：姓名：实验室：评定成绩：《电力电子技术基础》

实验报告

全控型器件实现单相交流调压自动化专业：自动化学号：实验时间： 2016 年 11月26日审阅教师：

1实验目的············································· 3 2 门极可关断晶闸管GTO································· 3

2.1 概述············································ 3 2.2 结构特点········································ 3

3 MATLAB仿真验证······································ 3

3.1单相交流调压电路········································3

4 实验小结············································· 8

1 实验目的

用全控型器件替换晶闸管，实现单相交流调压的目的。

2 门极可关断晶闸管GTO

2.1 概述

门极可关断晶闸管是晶闸管的一种派生器件，可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关

断。具有自关断功能，可达SCR同等的电压、电流容量，目前主要用于大功率场合。

2.2 结构特点

GTO可以看成是多个小的SCR并联而成，这些小的SCR共有阳极，门极和阴极则形成多

个独立的pn结单元。每个门极和阴极单独引线，成为单胞GTO。一个单胞GTO阴极与门极的面积差不多，阴极是被门极包围的条状小岛，条状阴极的宽度越窄，通态电流越容易被关断。所有GTO单元的开关特性应尽量一致。

图2.1 GTO晶闸管的结构示意图和符号

3 MATLAB仿真验证

3.1单相交流调压电路

3.1.1 电路模型

图3.1 单相交流调压电路

将晶闸管替换成GTO，由于是全控型器件，需要保证在α~π和π+α~2π范围内GTO1、

GTO2分别导通，即在该范围内脉冲触发信号均为正。所以对不同的α角设置不同的脉冲宽度，实现交流调压功能。

表1 α与脉冲宽度对应情况

3.1.2 工作波形 (1) α=0°时，UR波形

(a) α=0°时，UR波形

(2) α=30°时，UR波形

(b) α=30°时，UR波形

(3) α=60°时，UR波形

(4) α=90°时，UR波形

(d) α=90°时，UR波形

(5) α=120°时，UR波形

(e) α=120°时，UR波形

(6) α=150°时，UR波形

(f) α=150°时，UR波形图3.2 不同α角下负载电压波形

3.1.3 分析总结

(1)仿真波形与理论波形一致； (2)不同的α角会得到不同的输出波形。

4 实验小结

通过本次学习，我对全控型器件GTO有了较为全面且深入的了解，熟练掌握了它的工作

原理，能够将其运用在单相交流调压电路中替代晶闸管实现相关功能。