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GTOGate Turn-off thyristorCaracteristicasSon semiconductores discretos que actan como interruptores controlables.Pueden ser activados en cualquier momento por una seal positiva o negativa en la compuerta.Estn optimizados para tener bajas prdidas de conduccin.Fueron diseados para trabajar en las ms demandantes aplicaciones industriales.

Gate Turn-off Thyristorinterruptor de estado solido

Representacion

El smbolo del GTO se muestra en la figura, siendo similar al del tiristor excepto por la puerta, que indica la doble direccin del flujo de corriente.

especificacionesLa mayora de las especificaciones y caractersticas de un GTO son las mismas que las de un tiristor.El GTO tiene un alto rango de tensin de bloqueo directo, comparable al que se puede conseguir en un tiristor, pero su rango de tensin inversa es baja, entre 10 y 20V, y en este aspecto es similar al transistor. El GTO tambin tiene una mayor cada de tensin y una mayor corriente de enclavamiento que el tiristor. Lo que implica que durante la conexin, el ataque de puerta tiene que mantenerse durante un perodo mayor, para asegurar que se ha alcanzado la corriente de enclavamiento. funcionamientoLos estados de encendido y apagado son controlados por la corriente de la terminal Gate.En el encendido de un GTO la corriente mxima por la puerta IGMy la velocidad de variacin de dicha corriente al principio de la conduccin deben ser lo suficientemente grandes como para asegurar que la corriente circula por todas las islas del ctodo.Si no se cumple esta condicin y slo algunas islas del ctodo condujeran, la densidad de corriente en estas islas sera tan elevada que el excesivo calentamiento en estas zonas podra provocar la destruccin del dispositivo.Se requiere mantener una pequea corriente iGdurante todo el tiempo que se desee que el GTO conduzca, y evitar as que alguna isla se apague de modo accidental.

Curva caracteristica v-i del gto

Curva estatica v-i del gtoEs similar a la de un tiristor.

A bajos niveles de corriente de puerta funciona en la regin del transistor.

Condiciones de conmutacion

Descebado de un gtoEl bloqueo se efecta aplicando un impulso negativo en el Gate.

No se utiliza una fuente de corriente porque provocara una disipacin de potencia importante, por lo que se recurre a una fuente de tensin.

El valor de la tensin negativa impuesta al electrodo de control debe estar comprendido entre 6 y 8 V y, en ningn caso, sobrepasar los 10 V.

La duracin de aplicacin de la polarizacin negativa debe ser de 20 a 30 ms, aproximadamente, para permitir al dispositivo recuperar sus propiedades de bloqueo. Consideraciones para el apagadoAl comenzar a circular corriente positiva por la puerta, la corriente de nodo a ctodo se concentra en las zonas situadas entre los terminales de puerta, aumentando la densidad de corriente en estas zonas.El GTO no comienza a apagarse hasta que la corriente de nodo a ctodo ha quedado reducida a pequeos filamentos entre los terminales de puerta.En este punto la tensin VAK comienza a aumentar, para evitar la destruccin del dispositivo se utiliza un capacitor snubber en paralelo con el GTO .Entonces el condensador empieza a cargarse, evitando que la corriente circule por el GTO.

Apagado con capacitorEl principio utilizado consiste en descargar un condensador que presenta, en los primeros microsegundos, las caractersticas de una alimentacin con tensin constante.

Puede suministrar una corriente importante durante el tiempo necesario para el rebloqueo, y conservar una carga suficiente que permita la reaplicacin de la tensin en el nodo del tiristor bloqueable.

La corriente de cebado del dispositivo viene suministrada por la carga del capacitor a travs de la resistencia; es preciso, adems, que C est cargado al final del tiempo de conduccin.

Ventajas de los gto sobre los scrEliminacin de los componentes auxiliares en la conmutacin forzada, que da como resultado una reduccin en costo, peso y volumen. Eliminacin del ruido acstico y electromagntico debido a la eliminacin de bobinas de induccin en la conmutacin. Desactivacin ms rpida, permitiendo frecuencias de conmutacin ms altas. Una eficiencia mejorada de los convertidores. aplicacionesConversin de energa Solar ElicaVehculos HbridosArrancadores de Turbinas a Gas

Variadores de Frecuencia (VFD)Arrancadores suaves de Alta PotenciaSistemas elctricos de Propulsin de NavesFuentes de alimentacin ininterrumpida (UPS)Convertidores tipo BuckMquinas de Soldar

Sistemas de Traccin para Locomotoras y TrenesVariador de Torque Mximo para Trenes de LaminacinElevadores de tensin de Lnea DC para TrenesEnerga pulsada por alto voltajeGeneracin de Energa DistribuidaInterruptores de estado slido

Taladros, Trituradoras y Molinos Elctricos de Uso Minero, Petrolero e IndustrialTransmisin de Energa en Alta Tensin DC (HVDC)Conversin de Potencia para Celdas de EnergaLos fabricantes han creado tambin las tarjetas de disparo de compuerta para los GTO ( GTO Gate Drivers ), tambin conocidos como GTO Gate Units. Estos dispositivos estn especialmente diseados para cada aplicacin proporcionando caractersticas como: Compensacin de Temperatura para Corriente de Compuerta, Voltaje Negativo Continuo para Condicin de Bloqueo, Fibra ptica para la interface de seal con confirmacin de estatus, Pulsos de Encendido y Apagado, Fuente de poder con Transformador de Aislamiento, entre otros.