5shy3545L0002可控硅模块,应用能力
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IGCT触发功率小,可以把触发及状态监视电路和IGCT管芯做成一个整体,通过两根光纤输入触发信号、输出工作状态信号。IGCT将 GTO技术与现代功率晶体管IGBT的优点集于一身,利用大功率关断器件可简单可靠地串联这一关键技术,使得IGCT在中高压领域以及功率在 0.5MVA~100MVA的大功率应用领域尚无真正的对手。
下表是IGBT,GTO和IGCT三种电力器件的性能比较:
IGCT损耗低、开关快速等这些优点了它能可靠、率地用于300 kVA~10MVA变流器,而不需要串联或并联。在串联时,逆变器功率可扩展到100MVA。虽然高功率的IGBT模块具有一些优良的特性,如能实现di/dt和dv/dt 的有源控制、有源箝位、易于实现短路电流保护和有源保护等。但因存在着导通高损耗、损坏后造成开路以及无长期可靠运行数据等缺点,限制了高功率IGBT模块在高功率低频变流器中的实际应用。因此IGCT将成为高功率高电压变频器的功率器件。
回顾IGCT器件的发展史,要从晶闸管说起。晶闸管自从1957年在美国通用公司诞生以来,经过随后20多年的发展,已经形成了从低压小电流到高压大电流的系列产品,早期的大功率变流器几乎全部采用晶闸管。半个世纪之后,晶闸管凭借其的大容量和可靠性、技术成熟性和价格优势,依旧在大功率变频调速、高压直流输电(HVDC)、柔性交流输电(FACTS)等领域中广泛应用。
到了20世纪70年代后期,晶闸管的一种派生器件——门极可关断晶闸管(GTO)得到了快速发展。GTO是一种全控型器件,比传统晶闸管具有更大的灵活性,被广泛应用于轧钢、轨道交通等需要大容量变频调速的场合。但是由于GTO的驱动电路十分复杂且功耗很大,在关断时还需要额外的吸收电路,因此随着后来出现的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、IGCT等器件性能不断提升,GTO逐渐被取代。
自从IGCT诞生以来,由于其具有阻断电压高、容量大、通态损耗低、可靠性高等优点,在工业变频调速、风电并网、轨道交通等领域广泛应用。ABB公司针对中压传动领域的ACS系列变频器以及针对风力发电领域的PCS系列换流器均采用IGCT作为开关器件,并于2017年研制成功了用于轨道交通供电的交交型模块化多电平变换器(MMC)样机;我国株洲中车时代电气股份有限公司(现为株洲中车时代半导体有限公司)生产的IGCT器件也被大量应用于轨道交通领域。