ABB半导体的5SHY5055L0002 3BHE019719R0101 GVC736BE101 igct由于其通用性、效率和成本效益,现已用于多种应用。由于它们的低导通电压,它们通过达到99.6%以上的逆变器效率来实现最低的运行成本。
5SHY5055L0002 3BHE019719R0101 GVC736BE101 IGCT是一种门控关断开关,它像晶体管一样关断,但像可控硅一样导通,导通损耗最低。图1显示了3000a的关断。gct是唯一一种已经集成到其栅极单元中的高功率半导体。因此,用户只需要将设备连接到28 - 40 V电源和用于开/关控制的光纤。由于其使用的拓扑结构,IGCT产生的导通损耗可以忽略不计。这一点,再加上它的低传导损耗,使得工作频率比以前高功率半导体获得的频率更高。
如表1所示,5SHY5055L0002 3BHE019719R0101 GVC736BE101 igct可作为反导电(RC)、反阻塞(对称)和非对称器件。低损耗允许硬开关工作频率高达600赫兹的6.5千伏设备和1千赫的4.5千伏设备在稳定状态和超过5千赫的突发模式。
图2展示了基本的IGCT VSI拓扑。可以看出,二极管换相是由电感l控制的。图2的自由轮电路通过将其存储在l中来最大限度地减少半导体中的导通能量。电感是在发生灾难性故障时最合乎逻辑的故障限制技术,因为与电阻和熔断器相反,它具有“已经存在”的好处。IGCT的压包结构与电感相结合,使系统即使在超过设备的浪涌额定值时也能抗爆炸。
关断dv/dt也不是门控的,而是在器件制造阶段通过阳极设计和寿命工程进行编程。没有dv/dt和di/dt控制功能,简化了栅极单元的设计,并允许高度标准化。关于在许多应用中使用igct的出版物约有60份。
从本文末尾的参考文献中可以看出,由于IGCT的通用性、效率和成本效益,它现在被广泛应用于许多应用中。由于它们的低导通电压,它们通过允许逆变器效率大于99.6%来实现最低的运行成本。
如表2所示,igct可用作反向导电(RC)、非对称和反向阻塞(RB)器件,允许它们在交流和直流电路中使用(例如在电压和电流源逆变器中)。此外,由于它们能够作为“零tQ”,高度交叉,快速,高压晶闸管工作,因此它们可用于并联和串联谐振逆变器的自,线路或负载整流应用,例如感应加热炉。
低损耗允许硬开关工作频率高达600 Hz的6.5 kV设备和1 kHz的4.5 kV设备在稳定状态和超过25 kHz的突发模式。
电力电子向能源管理、可再生能源和热电联产等新领域的扩展正在推动半导体向更高频率、更高电压和更高效率的方向发展,同时提高了对可靠性和更低成本的要求。IGCT在没有串联或并联连接的情况下能够承受更高的电流、电压和频率,此类产品的首批产品将于2007年作为“高功率技术”器件出现,见下表2。最新的igct系列比标准器件的关断能力高50%。
反向阻断装置市场的增长导致产品范围的扩大,新装置计划于2008年投产(5)。10千伏装置目前也在开发中。
在其推出的10年内,IGCT通过满足不断增长和苛刻的电力电子市场的需求,已成为高电压下高功率的首选功率器件。现在可以实现超过15兆瓦的单个逆变器,而无需串联或并联连接,从而实现业界最高的逆变器功率密度。串联连接的使用已经为第一代设备生产了100兆瓦的逆变器,并用于未来的安装,例如在公用事业STATCOMs中,预计功率高达300兆瓦。