ABB 5SHY35L4510 集成门极换流晶闸管IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor)是1996年问世的一种新型半导体开关器件。该器件是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT集成于一个整体形成的。门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一种新型电力半导体器件,它不仅有与GTO相同的高阻断能力和低通态压降,而且有与IGBT相同的开关性能,即它是GTO和IGBT相互取长补短的结果,是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件,非常适合用于6kV和10kV的中压开关电路。ABB 5SHY35L4510 IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器容量0.5M~3MVA,三电平逆变器1M~6MVA。若反向二极管分离,不与IGCT集成在一起,二电平逆变器容量可扩至4.5MVA,三电平扩至9MVA,现在已有这类器件构成的变频器系列产品。目前,IGCT已经商品化,ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为4.5kV/4kA,最高研制水平为6kV/4kA。
ABB 5SHY35L4510 IGCT与GTO相似,也是四层三端器件,GCT内部由成千个GCT组成,阳极和门极共用,而阴极并联在一起。与GTO的重要差别是GCT阳极内侧多了缓冲层,以透明(可穿透)阳极代替GTO的短路阳极。其导通机理与GTO一样,但关断机理与GTO完全不同。在GCT的关断过程中,GCT能瞬间从导通转到阻断状态,变成一个PNP晶体管以后再关断,所以,它无外加du/dt限制;而GTO必须经过一个既非导通又非关断的中间不稳定状态进行转换,即"GTO区",所以GTO需要很大的吸收电路来抑制重加电压的变化率du/dt。阻断状态下GCT的等效电路可认为是一个基极开路、低增益PNP晶体管与门极电源的串联。
ABB 5SHY35L4510 GCT无中间区、无缓冲关断的机理在于,强关断时可使它的阴极注入瞬时停止,不参与以后过程。改变器件在双极晶体管模式下关断,前提是在P基N发射结外施加很高负电压,使阳极电流很快由阴极转移(或换向)至门极(门极换向晶闸管即由此得名),不活跃的NPN管一停止注入,PNP管即因无基极电流容易关断。GCT成为PNP管早于它承受全阻断电压的时间,而GTO却是CR转态下承受全阻断电压的,所以GCT可像IGBT无缓冲运行,无二次击穿,拖尾电流虽大但时间很短。
GCT模块(集成门极换向晶闸管):
IGCT是一种新型的大功率器件,这个产品是对门极可关断晶闸管GTO的改进和完善,它集成了许多优良的特性:具有驱动比为1:1的光触发功能、RC吸收和保护功能,可串联应用,有极低的导通损耗和抗辐射能力快速响应和准确定时等。
ABB半导体公司生产的IGCT规格有非对称型、反向阻断型、反向导通型三种类型,共14种规格。比较成功地用于6000V高压变频调速设备中(如:ABB ACS1000装置)。
非对称型:
5SHY 35L4510 5SHY 35L4511 5SHY 35L4512 5SHY 35L4560
5SHY 55L4500 5SHY 50L5500 5SHY 42L6500 5SHY 30L6010
反向阻断型:
5SHZ 08F6000
反向导通型:
5SHX 04D4502 GCT 5SHX 08F4510 GCT 5SHX 14H4510 GCT 5SHX 26L4510 GCT
5SHX 03D6004 GCT 5SHX 06F6010 GCT 5SHX 10H6010 GCT 5SHX 19L6010 GCT