Схема інвертора, показана на рис. 5.23, призначена в основному для того, щоб стимулювати інтерес тих, хто схильний до експериментів, і тому подробиці цієї схеми не розглядаються. При використанні недавно розроблених GTO-тиристорів, цей інвертор має дуже гарне властивість – не потрібно ніяких спеціальних методів комутації. Включення здійснюється позитивним запускає імпульсом, як при звичайному тиристорі. Вимкнення тиристора відбувається при впливі негативним імпульсом з амплітудою близько 70 В. Ця властивість GTO-тиристорів дозволяє не тільки уникнути проблем комутації, він зручний для управління за допомогою логічних схем, наприклад, при використанні широтно-імпульсної модуляції. Такий інвертор здатний формувати вихідний сигнал, що імітує синусоїдальна коливання з частотою вище 30 кГц. Повний к.к.д. може трохи перевищувати 90 відсотків. Для багатьох додатків, і особливо для інверторів, GTO-тиристор можна розглядати як пристрій, що об’єднує кращі властивості тиристорів і потужних транзисторів.

Рис. 5.23. Мостова схема інвертора, що використовує С / ГО-тиристори.

RCA Solid-State Div.

Для частот до 30 кГц в інвертора доцільно застосовувати GTOтірістори серії <75001 фірми RCA. Для частот до 5 кГц, можна використовувати серію 5002, а для 60 і 400 Гц – серію <75003. Там, де досить мати GTO-тиристор з нижчою робочою частотою, має сенс заощадити у вартості.

Деякий розуміння властивостей стали недавно доступними GTOтірісторов, що використовуються в інвертора, можна отримати, скориставшись рис. 5.24. Цю просту схему можна розглядати як керований інвертор. Вона дуже схожа на один з перемикаючих елементів на рис. 5.23. У таблиці на рис. 5.24В наведені потужності розсіювання в приладі, коли він включається і вимикається з частотою 20 кГц. GTOтірістор, використовуваний в цій схемі, перемикає рассеиваемую в навантаженні RL потужність 1200 Ватт з частотою 20 кГц, демонструючи істотний прогрес в порівнянні з більш ранніми моделями GT0-тиристорів. Повний к.к.д. складає приблизно 95 відсотків, а форма вихідного сигналу близька до прямокутної.

(В) розсіюється потужність і температура

Рис. 5.24. Схема, що демонструє можливості інвертора з GTOтірістором. RCA Solid-State Div.

Демпфіруючі ланцюга, показані на рис. 5.23 і 5.24, необхідні для захисту GTO-тиристора. Основна увага спрямована на те, щоб поглинути енергію, запасені паразитними індуктивностями або індуктивністю розсіювання, що виділяється при перехідному процесі при виключенні тиристора. В якості вихідних опір резистора можна вибрати 100 Ом, а ємність конденсатора близько 0,1 мкФ. Діод повинен мати мале час відновлення.

Струм, при якому GТО-тиристор «замикається» досить високий. Тому, при комутації високоомної навантаження, може знадобитися, щоб

включає імпульс підтримувався протягом усього часу, поки тиристор повинен бути відкритий, як це має місце з транзистором. Спеціалізовані схеми для запуску GTO-тиристорів розглянуті в главі 19.

Інша відмінність GТО-тиристора від звичайних тиристорів полягає в тому, що він має незначну або взагалі не має можливості шунтувати напруга зворотної полярності. Практично це звичайно не має великого значення, так як майже всюди застосовуються діоди, шунтуючі кидок напруги зворотної полярності, як показано на рис. 5.23.

Різними виробниками випускаються GTO-тиристори з різними наборами робочих параметрів. Прикладом можуть служити пристрої фірми Unitrode, які можна вимкнути негативними імпульсами з напругою близько 5 В при струмі декілька міліампер. Потрібно твердо пам’ятати, що перемикається потужність, номінальну напругу, напруга сигналу виключення, швидкість перемикання і температурні характеристики тісно пов’язані. Хоча в цілому параметри GTO-тиристорів безперервно поліпшуються, рекламований «прорив у техніці» є триваючі гри на поле прийняття компромісних рішень. Ось чому є так багато різних напівпровідникових приладів, кожен з яких демонструє свої переваги з тих чи інших параметрах перед іншими. Використання GTO-тиристорів в схемах інверторів та імпульсних стабілізаторів зв’язується з фантастичними можливостями тиристорів, створених для інверторів, щодо потужності і потужних МОП-транзисторів щодо частотних властивостей.

Що стосується тиристорів взагалі, то цікаво відзначити, що виробники виробів детально освоїли основи роботи інверторів та стабілізаторів, щоб розробляти схеми з дещо іншим використанням компонентів, ніж їх аналоги у вимірювальній техніці, на транспорті, в космічних програмах і т.д. Виключним параметром на споживчому ринку, звичайно, є вартість.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.