и IGCT до меж, обмежених лавинним пробоєм, тобто до фізичних можливостей кремнію. Не потрібно жодних захисних ланцюгів від перевищення du/dt. Поєднання з поліпшеними показниками втрат потужності дозволило знайти нові області застосування в кілогерцовому діапазоні. Потужність, необхідна для управління, знижена в 5 разів у порівнянні зі стандартними GTO, в основному за рахунок прозорої конструкції анода. Нове сімейство приладів IGCT, з монолітними інтегрованими високо потужними діодами було розроблено для застосування в діапазоні 0,5 - 6 МВ * А. За існуючої технічної можливості послідовного і паралельного з'єднання прилади IGCT дозволяють нарощувати рівень потужності до декількох сотень мегавольт - ампер.
При інтегрованому блоці управління катодний струм знижується до того, як анодна напруга починає збільшуватися. Це досягається за рахунок дуже низької індуктивності ланцюга керуючого електрода, реалізованої за рахунок коаксіального з'єднання керуючого електрода в поєднанні з багатошаровою платою блоку управління. У результаті стало можливим досягти значення швидкості вимикаємо струму 4 кА/мкс. При напрузі управління UGK = 20 В. коли катодний струм стає рівним нулю, що залишився анодний струм переходить в блок управління, який має в цей момент низький опір. За рахунок цього споживання енергії блоком управління мінімізується.
Працюючи при "Жорсткому" управлінні, тиристор переходить при замиканні з pnpn стану в p-n-p режим за 1 мкс. Вимкнення відбувається повністю в транзисторному режимі, усуваючи всяку можливість виникнення тригерного ефекту. p> Зменшення товщини приладу досягається за рахунок використання буферного шару на стороні анода. Буферний шар силових напівпровідників покращує характеристики традиційних елементів за рахунок зниження їх товщини на 30% при тому ж прямому пробивном напрузі. Головне преймущество тонких елементів - поліпшення технологічних характеристик при низьких статичних і динамічних втратах. Такий буферний шар у чотиришаровому приладі вимагає усунення анодних закороток, але при цьому зберігається ефективне звільнення електронів під час вимикання. У новому приладі IGCT буферний шар комбінується з прозорим анодним емітером. Прозорий анод - це p-n перехід з керованою струмом ефективністю емітера.
Для максимальної завадостійкості та компактності блок управління оточує IGCT, формуючи єдину конструкцію з охолоджувачем, і містить тільки ту частину схеми, яка необхідна для управління безпосередньо IGCT. Як наслідок, зменшено число елементів керуючого блоку, знижені параметри розсіювання тепла, електричних і теплових перевантажень. Тому, також істотно знижена вартість блоку управління і інтенсивність відмов. IGCT, з його інтегрованим керуючим блоком, легко фіксується в модулі і точно з'єднується з джерелом живлення і джерелом керуючого сигналу через оптоволокно. Шляхом простого розмикання пружини, завдяки детально розробленої притискної контактній системі, до IGCT додається правильно розраховане притискне зусилля, що створює електричний і тепловий контакт. Таким чином, досягається максимальне полегшення збірки і найбільша надійність. При роботі IGCT без снаббера, зворотний діод теж повинен працювати без снаббера. Ці вимоги виконує високопотужний діод в притискному корпусі з поліпшеними характеристиками, вироблений з використанням процесу опромінення в поєднанні з класичними процесами. Можливості щодо забезпечення di/dt визначаються роботою діода (див. рис. 6).
В
Рис. 6. Спрощена схема трифазного інвертора на IGCT
Основний виробник IGCT фірма "ABB". Параметри тиристорів по напрузі UDRM: 4500 В, 6000 В; по струму ITGQM: 3000 А, 4000 А.
Висновок
Швидкий розвиток в початку 90-х років технології силових транзисторів призвело до появи нового класу приладів - біполярні транзистори з ізольованим затвором (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistors). Основними перевагами IGBT є високі значення робочої частоти, ККД, простота і компактність схем управління (внаслідок малості струму управління). p> Поява в останні роки IGBT з робочою напругою до 4500 В і здатністю комутувати струми до 1800 А привело до витіснення замикаються тиристорів (GTO) в пристроях потужністю до 1 МВт і напругою до 3,5 кВ.
Однак нові прилади IGCT, здатні працювати з частотами перемикання від 500 Гц до 2 кГц і мають більш високі параметри в порівнянні з IGBT транзисторами, поєднують в собі оптимальну комбінацію доведених технологій тиристорів з притаманними їм низькими втратами, і бесснабберной, високоефективної технологією виключення шляхом впливу на керуючий електрод. Прилад IGCT сьогодні - ідеальне рішення для застосування в області силової електроніки середнього та високого напруг.
Характеристики сучасних потужних силових ключів з двостороннім теплоотводом
Тип приладу Переваги
...
