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Moderne abschließbare Leistungsthyristoren

Einführung

Erstellen von Halbleitervorrichtungen für die Leistungselektronik begannen 1953, als es möglich wurde, hochreine Silizium und die Bildung von Siliziumscheiben größer herzustellen. Im Jahr 1955 wurde ein Halbleiter gesteuerten Vorrichtung zunächst festgestellt, Vierschichtstruktur aufweisen und als „SCR“ bekannt.

Er umfasst einen Impuls an die Steuerelektrode auf einer positiven Spannung zwischen der Anode und der Kathode zu liefern. Abschalten Thyristor eine Reduktion hindurchfließenden Gleichstrom auf Null vorgesehen ist, die für eine Mehrzahl von Schaltungen induktiv kapazitiven Umschaltschaltungen ausgelegt ist. Sie erhöhen nicht nur die Kosten für preobrazovaelya, sondern auch sein Gewicht und die Gesamtleistung beeinträchtigen, reduzieren Zuverlässigkeit.

Daher gleichzeitig mit der Schaffung eines Thyristor begann die Forschung, um sicherzustellen, sie durch die Steuerelektrode ausgeschaltet wird. Das Hauptproblem war eine schnelle Resorption des Ladungsträgers im Bodenbereich zur Verfügung zu stellen.

Die ersten derartigen Thyristoren erschienen im Jahr 1960 in den Vereinigten Staaten. Sie sind Tor genannt Turn Off (GTO). In unserem Land werden sie als abschließbare oder Thyristoren bekannt.

In der Mitte der 90er Jahre wurde es abschließbare ringförmige Klemme Thyristorsteuerung Elektrode ausgebildet. Er Gate Commutated Thyristor (GCT) benannt und wird die künftige Entwicklung der GTO-Technologie.

GTO-Thyristoren

Gerät

Treppenhaus Thyristor - vollständig steuerbare Halbleiteranordnung, die auf einer klassischen vierschichtige Struktur. Ein- und Ausschalten der Versorgung mit positiven und negativen Stromimpulsen an die Steuerelektrode. Fig. 1 zeigt das Symbol (a) und Blockschaltbild, (b), wenn Thyristor ausgeschaltet. Wie herkömmlicher Thyristor es eine Kathode K hat, ein Anode A, die Gate-Elektrode G. Die Unterschiede in den Strukturen des Instruments in einer anderen Position in horizontalen und vertikalen Schichten mit n- und p-Leitfähigkeit auf.

Fig. 1. Verschließbare Thyristor:
Ein Symbol;
b- Blockschaltbild,

Die größte Veränderung erfährt Gerät Kathodenschicht n. Es ist in mehrere hundert Elementarzellen unterteilt, die gleichmäßig über die Fläche verteilt sind, und parallel geschaltet sind. Diese Konstruktion wegen dem Wunsch, eine gleichmäßige Verringerung des Stroms über die gesamte Fläche der Halbleiterstruktur bei Abschalteinrichtung vorzusehen.

Die Basisschicht p, trotz der Tatsache, dass die einstückig ausgebildet sind, hat eine große Anzahl von Kontakten die Gate-Elektrode (Kathode etwa gleich der Anzahl von Zellen) auch über den Bereich gleichmäßig verteilt sind und parallel geschaltet sind. Die Basisschicht ist ähnlich wie die entsprechenden n-Schicht des herkömmlichen Thyristor gebildet.

Die Anodenschicht hat ein p-Shunts (Zone n), den n-Basis Anodenkontakt durch kleinen verteilte Widerstand verbinden. Die Anode Shunts Thyristoren verwendet Sperrvermögen keine Rückwärts aufweist. Sie sollen die Abschaltzeit der Vorrichtung zu reduzieren, indem die Bedingungen für die Extraktion von Ladungen aus dem Basisbereich N zu verbessern.

Die Basisversion des GTO-Thyristoren mit einem Vier-Schicht-Tablette der Siliziumplatte durch termokompensiruyuschie sandwichartig zwischen zwei Kupferscheiben Molybdän Basen thermische und elektrische Leitfähigkeit verbessert haben. Da der Siliziumwafer wird ein Ausgangssignal an ein Keramikgehäuse kontaktiert Steuerelektrode. Vorrichtung Kontaktflächen zwischen den beiden Hälften der Kühler eingespannt, die voneinander isoliert sind und mit einer Struktur der Art definiert ist, des Kühlsystems.

Arbeitsprinzip

In einem Betriebszyklus des Thyristors GTO sind vier Phasen: Inkorporation, leitenden Zustand, Abschalten und Sperrzustand.

Ist eine schematische Schnittansicht der Thyristorstruktur (Fig. 1 b) untere Klemmenanodenstruktur. Die Anodenschicht in Kontakt mit der Unterseite nach oben p.Zatem folgt: eine Basisschicht n ist, ist die Basisschicht p (eine Steuerelektrode Ausgang aufweist), eine Schicht aus n, in direktem Kontakt mit dem Kathodenanschluss. Vier dreischichtige Form pn-Übergang: j1 zwischen Schichten aus p und n; j2 zwischen den Schichten n und p; j3 zwischen Schichten aus p und n.

Phase 1 - Inklusion. Daylight Thyristorstruktur des Sperrzustandes in einem leitenden (Schalter) ist nur möglich, wenn die Gleichspannung zwischen der Anode und der Kathode angelegt wird. Übergänge J1 und J3 nach vorne bewegen und nicht dem Durchgang von Ladungsträgern zu verhindern. Alle Spannung wird an den mittleren Übergang j2 aufgebracht, die in der Rückwärtsrichtung vorgespannt ist. J2 in der Nähe der Übergangszone des Ladungsträgers besitzt Namensraumladungszone abgereichert gebildet. Um Thyristor GTO, mit der Steuerelektrode und die Kathode durch die Steuerschaltung angelegte positive Polaritätsspannung U G (Ausgang „+“ an die Schicht p) zu ermöglichen. Als Ergebnis Einschaltstrom läuft die Kette Strom I G.

Abschließbare Thyristoren verhängen strenge Anforderungen an Steilheit dIG / dt des vorderen und des IGM Steuerstromamplitude. Nach dem Übergang J3 mit Ausnahme Leckstrom beginnt zu fließen Strom I G. Schalt Dieser Strom erzeugt die Elektronen aus der Schicht n injiziert p Schicht. Dann wird ein Teil von ihnen wird durch ein elektrisches Feld in der Basisschicht Übergang j2 n verschoben werden.

Gleichzeitig erhöht die Gegen Injektion von Löchern von der p-Schicht in die n-Schicht und weitere Schicht in p, d.h. Es geschieht Anstieg der Strom erzeugt Minoritätsträger.

Die Bruttogesamtstrom durch die Basisübergangs j2 fließt, überschreitet den Einschaltstrom, wird der Thyristor geöffnet wird, wonach die Ladungsträger frei durch alle seine vier Regionen bestehen.

Phase 2 - der leitende Zustand. Im direkten Modus ist der Stromfluss nicht notwendig , in dem Steuerstrom I G, wenn der Strom in dem Anodenkreis den Haltestrom übersteigt. in der Praxis zu gewährleisten jedoch, dass alle Strukturen ständig leitend ist Thyristor ausgeschaltet werden, ist es nach wie vor notwendig ist, die derzeitigen Verfahren für die Temperatur zu halten. Damit die ganze Zeit auf und der leitende Zustand des Steuersystems erzeugt einen Impuls positiver Polarität Strom.

Im leitenden Zustand aller Bereiche der Halbleiterstruktur ein gleichmäßige Bewegung der Ladungsträger (Elektronen von der Kathode zur Anode, Löcher - in der entgegengesetzten Richtung). Durch Durchlässe j1, j2 Anodenstrom fließt durch Übergang J3 - Gesamtanodenstroms und der Gate-Elektrode.

Phase 3 - ab. Zum Ausschalten des GTO - Thyristors mit einer konstanten Polaritätsspannung U T (s. Fig. 3) mit der Steuerelektrode und der Kathode durch die Steuerschaltungsspannung negativer Polarität Ausschalten UGR angewandt. Es bewirkt, dass aus dem Stromfluss, der Resorption des Majoritätsladungsträgers führt (Löcher) in der p-Basisschicht. Mit anderen Worten, es gibt Rekombination von Löchern in der p-Schicht der Basisschicht angeordnet ist n, und Elektronen in der gleichen Schicht der Steuerelektrode erhalten.

Mit der Veröffentlichung ihres grundlegenden Übergang j2 Thyristor beginnt wiederum. Dieser Prozess wird durch eine starke Abnahme des Gleichstroms I T Thyristor in kurzer Zeit auf einen kleinen Wert TQT charakterisiert I (vgl. Abb. 2). Unmittelbar nach dem Schließen des j2 j3 Übergangs-Basisübergang beginnt zu schließen, aber auf Kosten der Energie in der Induktivität der Steuerschaltungen gespeichert ist es immer noch einige Zeit in der halb geöffneten Zustand.

Graphs ändern Anodenstrom (iT) und der Steuerelektrode (iG)

Fig. 2. Zeitlicher Änderung Anodenstrom (iT) und die Steuerelektrode (iG)

Nachdem die gesamte Energie in der Induktivität der Steuerschaltung gespeichert, es aufgebraucht ist, die Übertragung J3 auf der Kathodenseite ist vollständig gesperrt. Von diesem Punkt ist der Strom durch die Thyristor Leckstrom, der von der Anode zur Kathode durch die Schaltung der Steuerelektrode fließt.

Der Vorgang der Rekombination und damit verriegelbaren off Thyristor hängt weitgehend von der Steilheit dIGQ / dt der vorderen und die Amplitude I GQ inversen Steuerstrom. Um die erforderliche Steigung und die Amplitude des Stroms an der Steuerelektrode bereitzustellen erfordert Spannung UG Anwendung, die nicht die zulässige für den Übergang J3 überschreiten sollte.

Phase 4 - sostoyanie.V Modus blockiert, der Sperrzustand an die Steuerelektrode und die Kathodenspannung bleibt angelegt negative Polarität U GR des Steuergerätes. Gemäß der Steuerschaltung geht GR Gesamtstrom I, der Thyristor Kriechstrom aus und Steuerstrom umkehren Übergang J3 , die durch. Daylight j3 umgekehrt vorgespannt. Somit Thyristor GTO, wird in dem Vorwärtssperrzustand befindet, zwei Übergänge (J2 und J3) in der entgegengesetzten Richtung versetzt ist, und zwei Raumladungszonen gebildet werden.

Alle Zeit und den Zustand des Steuersystems erzeugt einen Impuls negativer Polarität Absperren.

Schutzketten

Mit Thyristor GTO, erfordert spezielle Schutzschaltungen. Sie erhöhen das Gewicht und die Größenparameter, um die Kosten des Wandlers und manchmal erfordern zusätzliche Kühlvorrichtungen sind jedoch erforderlich, für das normale Funktionieren des Instruments.

irgendeine Schutzkette Zuordnen - tötet eine der beiden elektrischen Leistungsparameter Begrenzungs-Halbleiterschaltvorrichtung. In diesem Schutzschaltung Kondensatoren CB (Fig. 3), ist parallel zu dem geschützten Vorrichtung verbunden T. Sie die Geschwindigkeit des Anstiegs der Vorwärtsspannung dut / dt begrenzen, wenn der Thyristor ausgeschaltet ist.

LE Induktoren in Reihe mit dem Gerät angeordnet T. Sie die Anstiegsgeschwindigkeit des Vorwärtsstroms dit / dt begrenzen, wenn der Thyristor. Werte dut / dt und dit / dt für jedes Gerät sind normalisiert, sie weisen auf Referenzen und Passdaten auf Geräten.

Die Schutzschaltung

Fig. 3. Schaltungsschutzschaltung

Weiterhin Kondensatoren und Induktivitäten, in den Schutzschaltungen verwenden, um zusätzliche Elemente, die die Ladung und Entladung der reaktiven Elemente zu gewährleisten. Dazu gehören: eine Diode DB, den Widerstand RB, die nebenschließt, wenn der Thyristor T Abschalten und die Ladung des Kondensators CB, der Widerstand RB, einen Kondensator CB Begrenzungs Entladestrom, wenn der Thyristor T.

Steuersystem

Das Steuersystem (CS) umfasst die folgenden Funktionsblocks: umfassend eine Schaltung, die aus der Gate-Ein-Impuls-Erzeugungsschaltung und die Signalquelle, um den Thyristor in einem offenen Zustand zu halten; Bilden der Latchschaltung Signal; Aufrechterhaltung der Thyristorschaltung geschlossen ist.

Nicht alle Typen von SU müssen alle Blöcke, aber die Konturen der Bildung von Entriegeln und Impulssperr müssen jede SU enthalten. Es ist notwendig, eine galvanisch getrennte Steuerkreis und Leistungsschaltung vorzusehen, wenn Thyristor ausgeschaltet.

Für den Betrieb des Thyristors gesteuert wird, gelten zwei Haupt SU, indem das Signal an die Steuerelektrodeneinrichtung gekennzeichnet ausgeschaltet. In dem Fall in Fig. 4, Signale von der Logikeinheit erzeugt St, freiliegende elektrische Isolation (Trennung Potentiale), woraufhin das Futter über den Schalter SA und SE auf der Gateelektrode erzeugt wird, wenn Thyristor T. Im zweiten Fall ausgeschaltet wird, zunächst die Signale auf die Tasten SE (Einschlüsse) wirken und SA (off ), sind auf dem gleichen Potential wie das der SU und dann eine galvanische Trennung Vorrichtung durch UE UA werden der Steuerelektrode zugeführt.

Je nach Lage der Tasten SE und SA unterscheiden niedriges Potential (NPSU) und das Hochpotential (VPSU, Fig. 4) die Steuerschaltung.

Option Steuerstromkreis

Fig. 4. Option Steuerstromkreis

NPSU Steuersystem strukturell einfacher als VPSU, aber sein Anwendungsbereich ist in Bezug auf Erzeugung von Steuersignalen von langer Dauer Betriebsmodus im Modus der Strömung durch den Thyristor Durchlaßstrom begrenzt sowie die Steilheit der Steuerimpulse zu liefern. Für die Bildung von langer Dauer Signalen ist es notwendig, teurer Push-Pull-Schaltung zu verwenden.

In VPSU hohe Steilheit und die erhöhte Länge des Steuersignals wird leichter erreicht. Darüber hinaus wird ein Steuersignal voll ausgenutzt, während in ihrer Größe begrenzt NPSU Potentialtrennvorrichtung (beispielsweise ein Impulstransformator).

Das Informationssignal - der Befehl zum Einschalten oder Ausschalten - typischerweise mit dem Schaltkreis über einen optoelektronischen Wandler zugeführt.

GCT Thyristoren

In der Mitte einer neuen Art von Thyristor Gate Commutated Thyristor (GCT) wurde 90s Unternehmen "ABB" und "Mitsubishi" entwickelt. Eigentlich GCT ist eine Weiterentwicklung des GTO, oder aktualisieren. Jedoch grundlegend neues Design der Gate-Elektrode sowie deutlich unterschiedliche Prozesse, die auftreten, wenn Sie das Gerät ausschalten, um geeignetes, bevor es.

GCT wurde als ein Gerät ohne die Nachteile des GTO entwickelt, so müssen Sie zunächst auf die Probleme stoppen, wenn GTO verwenden.

Der Hauptnachteil GTO ist eine große Energieverluste in den Schutzschaltungen der Vorrichtung beim Umschalten. Erhöhte Frequenz Verlust erhöht, so dass in der Praxis GTO-Thyristoren sind mit einer Frequenz von nicht mehr als 250-300 Hz umgeschaltet. Die Hauptverluste in einem Widerstand RB auftreten (siehe. Fig. 3) für den Thyristor T ausgeschaltet und damit die Entladung des Kondensators CB.

Kondensator CB ist so konzipiert, um die Rate des Anstiegs der Vorwärtsspannung du / dt bei dem Ausschalten des Geräts zu begrenzen. Unter den Thyristor nicht empfindlich gegenüber der du / dt-Effekt ist, geschaffen, um die Möglichkeit zu verweigern Snubber (Schaltkreis bildenden Pfad), die in GCT Struktur implementiert wurde.

Feature - Design und Kontrolle

Das Hauptmerkmal der GCT Thyristoren, verglichen mit Geräten GTO, ein schnelles Abschalten, die als eine Änderung der Steuerprinzip und Gerätedesign Verbesserungen erzielt. Schnellabschaltung realisiert Umwandlungstransistors in der Thyristorstruktur mit Feststellvorrichtung, die die Vorrichtung unempfindlich gegen du / dt Effekt macht.

GCT in der EIN-Phase der leitend und der Sperrzustand wird auch als GTO gesteuert. Wenn Sie deaktivieren GCT Steuerung verfügt über zwei Funktionen:

  • Ig Steuerstrom gleich oder höher als der Anodenstrom Ia (für Thyristors GTO Ig mindestens 3 bis 5-mal);
  • die Gate-Elektrode eine niedrige Induktivität hat, daß die Anstiegsgeschwindigkeit Dig erreichen kann / dt Strom gleich 3000 A / ms steuern oder mehr (für die GTO-Thyristoren Wert DIG / dt beträgt 30-40 A / ms).

Die Stromverteilung in der Struktur des GCT Thyristor ausgeschaltet ist an

Fig. 5. Die Stromverteilung in der Struktur des GCT Thyristor ausgeschaltet ist an

Fig. 5 zeigt die Verteilung der Ströme, die in der Struktur des GCT Thyristors, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Wie bereits erwähnt, ist die Aufnahme-Prozess an die GTO-Thyristoren ähnlich. Der Abschaltvorgang unterscheidet. Nach Zuführen eines negativen Steuerimpuls (-Ig) gleich dem Amplitudenwert des Anodenstroms (Ia), werden alle Gleichstrom fließt durch die Vorrichtung in dem Steuerungssystem abgelenkt und erreicht die Kathode, den Übergang J3 Passing (zwischen den Bereichen P und N). Daylight j3 umgekehrt vorgespannt und die Kathode NPN-Transistor geschlossen ist. Weitere GCT Deaktivierung ausgeschaltet ähnlich jede Bipolartransistor, die keine Vorwärtsspannungsanstieg du / dt und damit externe Geschwindigkeitsgrenze ermöglicht erfordert keine Snubber-Kette.

während des Abschaltens Ändern GCT Konstruktion aufgrund der Tatsache, dass dynamische Vorgänge im Gerät auftreten, gehen auf einen - zwei Grßenordnungen schneller als in dem GTO. Wenn also die minimale Ausschaltzeit und ein Sperrzustand für den GTO 100 Mikrosekunden ist, für GCT ist dieser Wert kleiner als 10 Mikrosekunden. Anstiegsgeschwindigkeitssteuerstrom beim Ausschalten ist GCT 3000 A / ms, GTO - nicht mehr als 40 A / ms.

hohe Dynamik, um sicherzustellen, Prozesse neu gestaltet Ausgangsgateelektrode und die Verbindungseinheit mit Generatorsteuerung Impulsen umgeschaltet wird. Die Schlussfolgerung ist, ringförmige, umfang zoster Vorrichtung hergestellt. Ein Ring erstreckt sich durch den Keramikkörper des Thyristors und kontaktiert wird: mit den Zellen innerhalb der Gate-Elektrode; außerhalb - mit der Platte, die die Steuerelektrode mit dem Impulsgenerator verbindet.

Jetzt GTO-Thyristoren erzeugt mehrere große japanische Firmen und Europa: "Toshiba", "Hitachi", "Mitsubishi", "ABB", "Eupec". Geräteparameter Spannung UDRM: 2500, 4500, 6000; Aktuelle ITGQM (maximale Abschaltstrom repetitive): 1000 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, 4000 A, 6000 A

GCT Thyristoren von „Mitsubishi“, hergestellt und „ABB“. Geräte entwickelt Spannung bis 4500 V und einem Strom ITGQM bis 4000 A. UDRM

Derzeit GCT und GTO-Thyristoren in der russischen OAO "Elektrovypryamitel" verwendet (Saransk) .Vypuskayutsya Thyristoren Serie TK-243, TK-253, TK-273, sin a, 173, 193, sin a, ZTF-193 (ähnlich den GCT ) und anderer Silizium-Wafer mit einem Durchmesser von 125 mm und 1200 UDRM Spannungsbereich -. 6000 V und Strömen ITGQM 630-4000 A.

Parallel mit verriegelbaren Thyristoren und für die Verwendung in dem Kit mit ihnen von „Electrovypryamitel“ entwickelt und in Massenproduktion bystrovostanavlivayuschiesya Dioden zum Dämpfen (Snubber) Ketten und Stromdioden und leistungsstarken gepulsten Transistor umgekehrt die Treiberausgangsstufen (Steuersystem) zum Steuern.

Thyristoren IGCT

Durch das harte Management-Konzept (Feinsteuerung der Dotierungsprofile mezatehnologiya, Protonen- und Elektronenbestrahlung spezielle Verteilung gesteuert Rekombinationszentren zu schaffen, die Technologie des sogenannten transparenten oder dünnen Emitter, die Verwendung der Pufferschicht in der n -. Der Basisbereich, etc.) hat eine signifikante Verbesserung der GTO Eigenschaften erzielt wenn sie ausgeschaltet ist. Der nächste große Fortschritt in der Technologie streng kontrollierten GTO (HD GTO) vom Gerät Sicht, Verwaltung und Anwendung war die Idee der verwalteten Geräte auf Basis den neuen „locked-Thyristor mit einer integrierten Steuereinheit (Treiber)“ (engl. IGC-Thyristor (IGCT)) . Durch die harte Schaltsteuerungstechnik verbessert Grenzen einheitlichen sicheren Betriebsbereiches begrenzt Lawinendurchbruch IGCT, das heißt, auf physische Silizium-Fähigkeiten. Keine Schutzschaltung gegen über ich / dt. Die Kombination mit einer verbesserten Leistungsverluste erlaubt, neue Anwendungen im kHz-Bereich zu finden. Die Leistung, die notwendig für die Steuerung wird durch 5-fache im Vergleich zu herkömmlichen GTO verringert, hauptsächlich aufgrund der transparenten Anodenstruktur. 6 MV * A. - IGCT neue Familie von Geräten, mit monolithischen integrierten hochpotente Dioden wurden für den Einsatz im Bereich von 0,5 entwickelt Mit den aktuellen technischen Möglichkeiten der seriellen und parallelen Verbindungen IGCT-Geräte ermöglichen den Leistungspegel von bis zu mehreren hundert Megavolt zu erhöhen - Ampere.

Wenn die integrierte Kathodenstromsteuereinheit abnimmt, bevor die Anodenspannung ansteigt. Dies ist aufgrund der sehr geringen Induktivität der Gate-Elektrode Schaltung auf Kosten einer koaxialen Verbindung der Steuerelektrode in Kombination mit der Mehrschichtplatte der Steuereinheit implementiert erreicht. Als Ergebnis wurde es möglich, Stromwerte zu erreichen, wenn die Geschwindigkeit von 4 kA / ms ausgeschaltet. Als Steuerspannung UGK = 20 V, wenn der Kathodenstrom Null wird, gelangt die restliche Anodenstrom an die Steuereinheit, die einen niedrigen Widerstand an dieser Stelle hat. Aus diesem Grunde wird der Energieverbrauch durch die Steuereinheit minimiert.

Arbeiten mit der „harten“ -Steuerung, Thyristorschalter für 1 Mikrosekunde in pnp-Modus des pnpn-Zustand verriegelt wird. Das Ausschalten erfolgt vollständig in dem Transistorbetrieb eliminiert jede Möglichkeit einer Triggerwirkung.

Die Verringerung der Dicke der Vorrichtung wird durch die Verwendung einer Pufferschicht an der Anodenseite erzielt. Die Pufferschicht verbessert die Eigenschaften der Leistungshalbleiter traditionellen Elemente durch deren Dicke um 30% bei der gleichen Vorwärtsdurchbruchsspannung reduziert wird. Hauptvorteile von dünnen Elementen - Verarbeitungseigenschaften bei niedrigen statischen und dynamischen Verlusten verbessern. Eine solche Pufferschicht in der vierlagigen Vorrichtung erfordert die Entfernung der Anodenkurzschlüssen, aber während eine wirksame Freisetzung von Elektronen während der Abschaltung beibehalten wird. Die neue Gerät IGCT Pufferschicht mit einem transparenten Anodenemitter kombiniert. Transparenter Anode - ein pn-Übergang mit einer gesteuerten Emitter-Stromeffizienz.

Um eine maximale Störfestigkeit und Kompaktheit der Steuereinheit umgibt den IGCT, um eine einheitliche Struktur mit einem Kühler bildet, und umfasst nur den Teil der Schaltung, die direkt zur Steuerung IGCT notwendig ist. Als Folge verringert die reduzierte Anzahl von Elementen der Steuereinheit, die Wärmeableitung Parameter, elektrischen und thermischen Belastungen. Daher reduziert auch signifikant die Kosten der Steuereinheit und die Ausfallrate. IGCT, integriert mit seiner Steuereinheit wird einfach fixiert und genau in dem Modul ist mit der Energiequelle und der Source des Steuersignals über die optische Faser verbunden. Einfach durch die Feder geöffnet wird, durch ein ausgeklügeltes System Druckkontakt IGCT korrekt berechnet Klemmkraft befestigt, die einen elektrischen und thermischen Kontakt schafft. So wird maximale Entlastung Montage und höchste Zuverlässigkeit zu erzielen. Wenn die IGCT ohne Dämpfer, Freilaufdiode muss auch ohne Dämpfer arbeiten. Diese Anforderungen führen eine Hochleistungsdiode in der Druckverpackung mit verbesserten Eigenschaften, die das Bestrahlungsverfahren in Kombination mit herkömmlichen Verfahren hergestellt wird. Fähigkeit di bereitzustellen / dt, die durch den Betrieb der Diode bestimmt (vgl. Fig. 6).

Vereinfachtes Diagramm eines Dreiphasenwechselrichter IGCT

Fig. 6. vereinfachte Darstellung eines dreiphasigen Wechselrichters IGCT

Der Hauptproduzent von IGCT Firma "ABB" .Parametry Thyristor Spannung U DRM: 4500, 6000; Aktuelle ITGQM: 3000 A, 4000 A

Abschluss

Die rasche Entwicklung in den frühen 90er Jahren Technologie-Leistungstransistoren führte zur Entstehung einer neuen Klasse von Geräten, - mit isoliertem Gate Bipolar Transistor (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistors). Die wesentlichen Vorteile sind die hohe Werte der IGBT Betriebsfrequenz, Effizienz, Einfachheit und Kompaktheit der Steuerschaltung (aufgrund der Steuerstrom klein ist).

Das Aussehen der IGBT in der letzten Jahren mit einer Betriebsspannung von 4500 V und der Fähigkeit, Ströme zu schalten, bis zu 1800 A führte zu einer Verschiebung verriegelbar Thyristoren (GTO) Vorrichtungen bis zu 1 MW, und die Spannung auf 3,5 kV.

Jedoch ist die neuen Instrumente IGCT, fähig ist, mit Arbeitsfrequenzen von 500 Hz bis 2 kHz und mit höheren Parametern verglichen mit IGBT-Transistoren verbinden optimale Kombination von bewährten Technologien Thyristoren mit geringen Verlust, und bessnabbernoy, hohen off-Technologie inhärent durch Exposition Umschalten auf wobei die Steuerelektrode. Das Gerät IGCT heute - ideal für den Einsatz in der Leistungselektronik, mittlere und hohe Spannungen.

Mit modernen leistungsfähigen Leistungsschalter mit doppelseitigen Kühlkörper, dargestellt in Tabelle. 1.

Tabelle 1. Eigenschaften der modernen leistungsfähigen Leistungsschalter mit doppelseitigen Kühlkörper

Gerätetyp Vorteile Mängel Anwendungen
Traditioneller Thyristor (SCR) Die geringsten Verluste in dem Schaltzustand. Die höchste Überlastfähigkeit. Hohe Zuverlässigkeit. Es kann leicht parallel und in Reihe geschaltet werden. Nicht in der Lage perform Austast-Steuerelektrode gedrückt. Niedrige Betriebsfrequenz. DC-Antrieb; leistungsstarke Versorgungsquellen; Schweißen; Erwärmen und Schmelzen; statische Kompensatoren; Tasten AC
GTO Die Fähigkeit, Managed gesperrt. Die relativ hohe Überlastfähigkeit. Die Fähigkeit, serielle Verbindung. Frequenzen bis zu 250 Hz bei einer Spannung von bis zu 4 kV arbeitet. Hohe Verluste im geschalteten Zustand. Sehr große Verluste im Steuersystem. Anspruchsvolle Steuerung und Fütterung auf die potentielle Energie. Großer Schaltverlust. Elektro; statische Kompensatoren; Blindleistung; Unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem, das Induktionsheizelement
IGCT Die Fähigkeit, Managed gesperrt. Überlastfähigkeit ist der gleiche wie der des GTO. Geringere Verluste in geschaltetem Zustand Umschaltung. Betriebsfrequenz - zu einigen kHz. Integrierte Steuereinheit (Treiber). Die Fähigkeit, serielle Verbindung. Nicht identifiziert wegen des Mangels an Betriebserfahrung Powerful Stromversorgung (Wechselrichter und Gleichrichter-Unterwerken von Gleichstrom-Übertragungsleitungen); elektrischer (Spannungswechselrichter und Umrichter für elektrische verschiedene Zwecke)
IGBT Die Fähigkeit, Managed gesperrt. Die höchste Betriebsfrequenz (10 kHz). Einfache neenergoomkaya Steuerung. Eingebauter Fahrer. Sehr hohe Verluste im geschalteten Zustand. Power (Choppern); Unterbrechungsfreie Stromversorgung; statische Kompensatoren und aktive Filter; Hauptquellen der Macht