MTO (MOS TURN OFF THYRISTOR)

a, Cấu tạo và chức năng

2.10. MTO (MOS TURN OFF THYRISTOR)

a. Cấu tạo và chức năng

Linh kiện MTO Thyristor được phỏt triển bởi hóng SPCO (Silicon Power Coperation) trờn

30

cụng suất mạch kớch, mạch bảo vệ và cỏc hạn chế của tham số du/dt. Khụng giống như IGBT tớch

hợp cấu trỳc MOS phủ lờn toàn bộ tiết diện bỏn dẫn, MTO đặt MOSFET trờn phiến silicon.

p n+ n p n+ A K G turn on turn off G turn off K turn on A G Q2 Q1 A K G turn on turn off

Cỏc linh kiện cú cấu trỳc tương tự thyristor như MTO và GTO thường được sử dụng trong

cỏc trường hợp yờu cầu cụng suất lớn nhờở khả năng hoạt động như một cụng tắc hai trạng thỏi

lý tưởng cú tổn hao thấp ở cả hai trạng thỏi “on” và “off”.

Cấu trỳc MTO gồm bốn lớp và hai cổng điều khiển: một kớch đúng và một kớch ngắt. Tại hai cổng này lớp kim loại được ghộp trờn lớp p.

MTO được kớch đúng bằng xung dũng điện trong khoảng thời gian 5-10s vào cổng turn on G1, tương tự như khi kớch GTO. Xung dũng này sẽ cung cấp dũng điện vào lớp đệm của Transistor n-p-n Q1 mà dũng qua collector của nú sẽ cung cấp dũng đệm cho transitor n-p-n Q2 và quỏ trỡnh tỏi sinh diễn ra sau đú tạo thành trạng thỏi dẫn điện của MTO.

Để ngắt dũng điện qua MTO, cần đưa một xung điện ỏp khoảng 15V vào cổng “off” G2

tương tựnhư ngắt MCT. Xung điện ỏp trờn sẽ làm cấu trỳc mạch FET dẫn điện, làm nối tắt, mạch emitter và cổng kớch transistor n-p-n Q1. Do đú làm giảm khẳ năng dẫn lớp emitter và lớp đệm của transistor Q1 và quỏ trỡnh tỏi sinh sẽ dừng lại. So với trường hợp GTO phải sử dụng xung dũng õm rất lớn để dập tắt quỏ trỡnh tỏi sinh của Transistor Q1, quỏ trỡnh ngắt dũng của MTO diễn

ra nhanh hơn nhiều (1-2s so với 10-20s). MTO tắt dũng với thời gian phục hồi ngắn hơn nhiều so với GTO, do đú tổn hao tương ứng là gần như được loại bỏvà đỏp ứng nhanh hơn so với GTO

Những ưu điểm trờn làm giảm giỏ thành chế tạo và tăng độ tin cậy khi hoạt động.

b. Khảnăng chịu tải

MTO thớch hợp cho cỏc truyền động cụng suất lớn, điện ỏp cao (>3kV cho đến 10kV),

dũng điện > 4000A, độ sụt ỏp thấp (thấp hơn nhiều so với IGBT) và cho cụng suất trong phạm vi từ1 MVA đến 20MVA do khảnăng điều khiển đơn giản và chịu được ỏp khoỏ lớn. MTO cú thể được sử dụng trong cỏc thiết bịđiều chỉnh cụng suất trong hệ thống điện (FACTS Controller) làm việc trờn nguyờn lý PWM. Cỏc nguồn điện dự phũng cụng suất lớn (UPS) cũng là một hướng ỏp dụng của MTO. Khảnăng điều khiển cắt nhanh và dễ dàng của MTO làm cho nú cú thểứng dụng thuận lợi làm cỏc thiết bị cắt dũng điện DC và dũng điện AC.

31