价格面议2023-02-18 20:36:11
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有重要差别的是IGCT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。导通机理与GTO完全一样,但关断机理与GTO完全不同,在IGCT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IGCT的等效电路可认为是一个基极开路、低增益pnp晶体管与栅极电源的串联。
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。
而相比IGBT,IGCT具有更低的通态压降、更高的可靠性以及更低的制造成本,并且结构紧凑、具有更高的阻断电压和通流的能力,有望改进IGBT在高压大容量应用中的表现和性能。事实上,相比于交流电网应用,在柔性直流电网中,MMC、直流变压器以及直流断路器等关键设备均具有很多新的特点,例如MMC的开关频率非常低、直流变压器具有软开关能力、直流断路器仅需单次操作等。这些特点一定程度上将弱化IGCT开关速度慢等技术弱点,为IGCT在柔性直流电网中的应用带来了巨大的契机。
清华大学电机系和能源互联网研究院直流研究中心科研团队从2015年开始,结合直流电网关键装备的特性,围绕IGCT物理机理模型、参数优化、性能调控及新型驱动等关键技术展开研究,攻克了IGCT直流电网应用的科学和技术难题,并与株洲中车时代电气股份有限公司组成联合研究团队,成功研制出直流电网用新一代4 500V/5 000A IGCT-Plus器件,并实现了多项直流电网工程应用。