Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. L’article se focalise sur la mise en forme et l’amplification des courants de gâchette (thyristors, triacs et GTO) pour la commande de ces composants (transistors bipolaires). Nous avons volontairement choisi de traiter des circuits de commande de composants tels que le BJT ou le thyristor GTO dont certaines applications sont restreintes voire obsolètes, notamment afin de mieux présenter les circuits de commande de composants tels que les BJT SiC ou les IGCT.
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This article presents the driving principles of the main current-driven bipolar power semiconductor devices. The paper focuses on the shaping and the amplification of trigger currents (thyristors, triacs and GTO) for the control of these components (bipolar transistors). We have voluntarily chosen to describe driving circuits of components like BJT or GTO thyristors, albeit their limited or even obsolete applications. These circuits are particularly well suited to better present the driving circuits of components such as SiC BJTs or IGCTs.
Auteur(s)
-
Stéphane LEFEBVRE : Professeur - SATIE, Conservatoire national des arts et métiers, Paris, France
-
Bernard MULTON : Professeur - SATIE, École Normale Supérieure de Rennes, Rennes, France
-
Nicolas ROUGER : Chargé de recherche - Laplace, CNRS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Les contextes et les principes de la commande des composants bipolaires de puissance ont fait l’objet des articles Commande des composants à semi-conducteurs de puissance : contexte [D3230] et Caractéristiques des composants à semi-conducteur de puissance en vue de leur commande [D3231].
Dans cet article sont développés les circuits de commande :
-
des thyristors commandés par impulsions de courant de gâchette, pour lesquels une synchronisation des circuits de déclenchement est nécessaire ;
-
des triacs (bidirectionnels) qui se commandent sensiblement comme des thyristors ;
-
des transistors bipolaires (technologie silicium et carbure de silicium) commandés en courant ;
-
des thyristors GTO (Gate Turn Off) et GCT dont les principes de commande sont assez proches de ceux des transistors bipolaires au silicium.
Les circuits de commande pour MOSFET et IGBT font l’objet de l’article Circuits de commande pour transistors à grille (MOSFET, IGBT, HEMT) [D3233].
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
gate drives | bipolar devices | triacs | BJT
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2003 par Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Conclusion
En anglais
4. Circuits de commande pour thyristors GTO et GCT
4.1 Commande de gâchette pour GTO
Bien qu’il n’y ait plus actuellement de développements de nouveaux produits à base de GTO, il nous semble malgré tout important de revenir sur les principes de commande de ces composants qui seront repris et améliorés pour la commande des GCT. Les figures 18 et 19 montrent le principe général de commande d’un thyristor GTO (Gate Turn Off) et celui de son circuit de commande rapprochée (D). L’alimentation en énergie du circuit de commande rapprochée est isolée (A, B, C : alimentation à découpage). L’isolation de la logique de commande et des informations de diagnostic sont généralement assurées par des fibres optiques (F).
Concernant la commande rapprochée, les impulsions de courant de gâchette sont assurées par les mises en conduction de plusieurs transistors MOSFET basse tension mis en parallèle. Le circuit constitué des résistances R 1 et R 2 et de la capacité C 2 sert à générer le pic de courant de gâchette I GM, de quelques dizaines d’ampères, nécessaire à la mise en conduction du GTO.
Le condensateur C GK placé sur la source négative V EE doit absorber la charge extraite de la gâchette au blocage du GTO. Pour que la tension V EE ne s’écroule pas (afin de conserver un fort dI GQ/dt pendant toute la phase de blocage), il est nécessaire d’utiliser un condensateur de forte capacité, avec une résistance et...
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Circuits de commande pour thyristors GTO et GCT
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WAHL (F.P.) - Firing Series SCRs at Medium Voltage : Understanding the Topologies Ensures the Optimum Gate Drive Selection. - Power Systems World Conf. Chicago (2002).
-
(2) - RAONIC (D.M.) - SCR Self-Supplied Gate Driver for Medium-Voltage Application with Capacitor as Storage Element. - IEEE Trans. On Ind. Appl., Vol. 36, No 1, pp. 212-216, 2000.
-
(3) - NuWave Technologies - SCR Gate Driver Board – Zero Cross Fired NWZC-SCR, - datasheet Rev0.1.
-
(4) - GONTHIER (L.), PASSAL (A.) - Technology Performance Comparison of Triacs Subjected to Fast Transient Voltages. - IEEE PEDS conf. nov. 2007.
-
(5) - GONTHIER (L.), MATHIAS (J.), DUCLOS (F.) - A New Overvoltage-Protected Logic Level AC Switch Thanks to Functional Integration. - EPE Conf. (1999).
-
(6) - ST...
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