5shy4045L0006可控硅模塊,大型編程器功能完備

價格面議2023-02-06 15:01:01
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  • 可控硅模塊IGCT,可控硅模塊IGBT
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5shy4045L0006可控硅模塊,大型編程器功能完備

集成柵極換流晶閘管IGCT(Intergrated Gate Commutated Thyristors)是1996年問世的用于巨型電力電子成套裝置中的新型電力半導體器件。IGCT是一種基于GTO結(jié)構(gòu)、利用集成柵極結(jié)構(gòu)進行柵極硬驅(qū)動、采用緩沖層結(jié)構(gòu)及陽極透明發(fā)射極技術(shù)的新型大功率半導體開關(guān)器件,具有晶閘管的通態(tài)特性及晶體管的開關(guān)特性。由于采用了緩沖結(jié)構(gòu)以及淺層發(fā)射極技術(shù),因而使動態(tài)損耗降低了約50%,另外,此類器件還在一個芯片上集成了具有良好動態(tài)特性的續(xù)流二極管,從而以其獨特的方式實現(xiàn)了晶閘管的低通態(tài)壓降、高阻斷電壓和晶體管穩(wěn)定的開關(guān)特性有機結(jié)合.


下圖為不對稱IGCT的外形圖.

IGCT與GTO相似,也是四層三端器件,GCT內(nèi)部由成千個GCT組成,陽極和門極共用,而陰極并聯(lián)在一起。與GTO有重要差別的是IGCT陽極內(nèi)側(cè)多了緩沖層,以透明(可穿透)陽極代替GTO的短路陽極。導通機理與GTO完全一樣,但關(guān)斷機理與GTO完全不同,在IGCT的關(guān)斷過程中,GCT能瞬間從導通轉(zhuǎn)到阻斷狀態(tài),變成一個pnp晶體管以后再關(guān)斷,所以它無外加du/dt限制;而GTO必須經(jīng)過一個既非導通又非關(guān)斷的中間不穩(wěn)定狀態(tài)進行轉(zhuǎn)換(即"GTO區(qū)"),所以GTO需要很大的吸收電路來抑制重加電壓的變化率du/dt。阻斷狀態(tài)下IGCT的等效電路可認為是一個基極開路、低增益pnp晶體管與柵極電源的串聯(lián)。

IGCT觸發(fā)功率小,可以把觸發(fā)及狀態(tài)監(jiān)視電路和IGCT管芯做成一個整體,通過兩根光纖輸入觸發(fā)信號、輸出工作狀態(tài)信號。IGCT將 GTO技術(shù)與現(xiàn)代功率晶體管IGBT的優(yōu)點集于一身,利用大功率關(guān)斷器件可簡單可靠地串聯(lián)這一關(guān)鍵技術(shù),使得IGCT在中高壓領(lǐng)域以及功率在 0.5MVA~100MVA的大功率應用領(lǐng)域尚無真正的對手。

下表是IGBT,GTO和IGCT三種電力器件的性能比較:

IGCT損耗低、開關(guān)快速等這些優(yōu)點保證了它能可靠、高效率地用于300 kVA~10MVA變流器,而不需要串聯(lián)或并聯(lián)。在串聯(lián)時,逆變器功率可擴展到100MVA。雖然高功率的IGBT模塊具有一些優(yōu)良的特性,如能實現(xiàn)di/dt和dv/dt 的有源控制、有源箝位、易于實現(xiàn)短路電流保護和有源保護等。但因存在著導通高損耗、損壞后造成開路以及無長期可靠運行數(shù)據(jù)等缺點,限制了高功率IGBT模塊在高功率低頻變流器中的實際應用。因此IGCT將成為高功率高電壓變頻器的首選功率器件。

IGCT集成門極換流晶閘管(Intergrated Gate Commutated Thyristors)是一種中壓變頻器開發(fā)的用于巨型電力電子成套裝置中的新型電力半導體開關(guān)器件(集成門極換流晶閘管=門極換流晶閘管+門極單元)。1997年由ABB公司提出。IGCT使變流裝置在功率、可靠性、開關(guān)速度、效率、成本、重量和體積等方面都取得了巨大進展,給電力電子成套裝置帶來了新的飛躍。IGCT是將GTO芯片與反并聯(lián)二極管和門極驅(qū)動電路集成在一起,再與其門極驅(qū)動器在外圍以低電感方式連接,結(jié)合了晶體管的穩(wěn)定關(guān)斷能力和晶閘管低通態(tài)損耗的優(yōu)點,在導通階段發(fā)揮晶閘管的性能,關(guān)斷階段呈現(xiàn)晶體管的特性。IGCT具有電流大、阻斷電壓高、開關(guān)頻率高、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、低導通損耗等特點,而且造成本低,成品率高,有很好的應用前景。 已用于電力系統(tǒng)電網(wǎng)裝置(100MVA)和的中功率工業(yè)驅(qū)動裝置(5MW)IGCT在中壓變頻器領(lǐng)域內(nèi)成功的應用了11年的時間(到09年為止),由于IGCT的高速開關(guān)能力無需緩沖電路,因而所需的功率元件數(shù)目更少,運行的可靠性大大增高。   

絕緣柵雙極晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor,簡稱IGBT),是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅(qū)動式電力電子器件,?兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。驅(qū)動功率小而飽和壓降低。二極管加在集電極和發(fā)射極之間,主要用于續(xù)流,同時由于負載存在感性,IGBT關(guān)斷瞬間會在IGBT兩端產(chǎn)生極高的自感反相電壓,此電壓可能擊穿IGBT。并聯(lián)的二極管將這個“自感反相電壓”短路掉了,起到保護IGBT的作用。

1、IGCT具有電流大、阻斷電壓高、開關(guān)頻率高、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、低導通損耗等特點,而且造成本低,成品率高,有很好的應用前景。
2、相對于IGBT而言,IGCT投放市場的時間較晚,應用也沒有IGBT廣,技術(shù)成熟度不如IGBT。 目前的 IGBT和IGCT開、關(guān)損耗都差不多,構(gòu)成的變頻器,效率也差別不大。 要論優(yōu)勢,主要是IGCT的耐壓目前比IGBT的耐壓高,應用于高壓變頻器的話使得器件減少。但是目前的風電變流器都是690V的,IGBT的耐壓也就足夠了。 IGBT和IGCT,誰是電力電子器件的發(fā)展方向?目前學術(shù)界正在爭論,雖然IGCT出現(xiàn)晚,但至少在目前,還看不出它相對IGBT有什么優(yōu)勢。但也有可能隨著技術(shù)的發(fā)展,兩者并駕齊驅(qū),或者都被某種新的器件代替。

與IGCT所對應的是IEGT, IEGT也稱為壓裝式IGBT (PPI)。

IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor)是耐壓達4KV以上的IGBT系列電力電子器件,通過采取增強注入的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了低通態(tài)電壓,使大容量電力電子器件取得了飛躍性的發(fā)展。 IEGT具有作為MOS系列電力電子器件的潛在發(fā)展前景,具有低損耗、高速動作、高耐壓、有源柵驅(qū)動智能化等特點,以及采用溝槽結(jié)構(gòu)和多芯片并聯(lián)而自均流的特性,使其在進一步擴大電流容量方面頗具潛力。另外,通過模塊封裝方式還可提供眾多派生產(chǎn)品,在大、中容量變換器應用中被寄予厚望。 日本東芝開發(fā)的IECT利用了“電子注入增強效應”,使之兼有IGBT和GTO兩者的優(yōu)點:低飽和壓降,寬安全工作區(qū)(吸收回路容量僅為GTO的1/10左右),低柵極驅(qū)動功率(比GTO低兩個數(shù)量級)和較高的工作頻率。器件采用平板壓接式電極引出結(jié)構(gòu),可靠性高,性能已經(jīng)達到4.5KV/1500A的水平。

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