中壓igbt模塊變頻器用電力電子器件的比較

2021-04-02

20世紀(jì)80年代可關(guān)斷晶閘管模塊GTO的商品化推動了交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，與SCR對比其屬于自關(guān)斷元件，因?yàn)槿∠藦?qiáng)迫換流線路，優(yōu)化了在交流電力機(jī)車中大量選用的逆變器線路，近年來GTO的容量為6000A/6000V，在電力機(jī)車調(diào)速中大多選用（3000～4000）A/4500V，中壓變頻器功率范圍多在（300～3500）kW以內(nèi)，屬于較小的功率范圍。GTO開關(guān)頻率較低，需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的緩沖線路和門極觸發(fā)線路，用門極負(fù)電流脈沖關(guān)斷GTO，其值接近其陽極電流量的1/3，如關(guān)斷3000A/4000V的GTO，需750A的門極負(fù)脈沖電流，其門極觸發(fā)線路要數(shù)個(gè)MOSFET并接的低電感線路，而相同的高壓igbt模塊僅需5A的導(dǎo)通和斷開電流。

GTO的工作頻率小于500Hz，以1500A/4500V的GTO為例，其開通時(shí)間為10μs，斷開時(shí)間約需20μs。

硬驅(qū)動GTO(IGCT)是斷開增益為1的GTO，GTO制作技術(shù)上是由數(shù)個(gè)小的GTO單元并接而成的，為解決斷開GTO時(shí)非均勻斷開和陰極電流收縮效用，減短斷開時(shí)間，利用增加負(fù)門極電流上升率，在1μs內(nèi)使負(fù)門極電流提升到陽極電流的幅度值而使GTO的門極－陰極快速恢復(fù)阻斷。

將GTO外配MOSFET構(gòu)成的門極驅(qū)動器組成IGCT，達(dá)到了場控晶閘管模塊的作用，IGCT用的過程中要求開通和斷開過程盡量短，現(xiàn)階段IGCT的最高水平為4000A/6000V，IGCT斷開過程中仍要di/dt緩沖器避免過壓，IGCT以GTO為基礎(chǔ)，其工作頻率應(yīng)在1kHz之下。
圖112脈波二極管整流輸入選用高壓igbt模塊的三電平MV設(shè)備
圖2MV輸出電壓和輸出電流波形(典型的基波電流系數(shù)gi=99％)

隨之關(guān)斷水平和載流水平的提升 ，高壓igbt模塊以其自保護(hù)作用強(qiáng)，不用吸收線路而有著廣闊的應(yīng)用前景。

傳承公司從2013年逐漸研發(fā)和使用低壓igbt模塊，在高壓igbt模塊的研發(fā)上也位于領(lǐng)先地位，以現(xiàn)階段用作MV系列產(chǎn)品的1200A/3300Vigbt模塊為例，其柵極發(fā)射極電壓僅為15V，觸發(fā)功率低，斷開損耗小，di/dt、dv/dt都取得了有效控制，現(xiàn)階段高壓igbt模塊的研發(fā)水平為(600～1200)A/6500V，其工作頻率為（18～20）kHz。

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以上就是傳承電子中壓igbt模塊變頻器用電力電子器件的比較的介紹，傳承電子是一家以電力電子為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體模塊制造商，為眾多的企業(yè)公司提供功率半導(dǎo)體模塊的定制、生產(chǎn)和加工，同時(shí)還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導(dǎo)體模塊、各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體模塊等。

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