IGCT應用的適用范圍_IGCT應用的可靠性

IGCT應用的適用范圍

與GTO和IGBT相比，IGCT具有損耗低、開關速度快、內部機械部件極少等特點，因而保證了IGCT有較低的成本和緊湊的結構，能可靠、高效地應用于各種驅動控制、靜態(tài)無功補償器SVG、感應加熱諧振轉換器、靜態(tài)阻斷器等各種電力變流器及柔性交流輸出系統(tǒng)FACTS和民用電力市場。對中壓大功率應用，可利用IGCT能簡單、可靠串聯(lián)這一關鍵技術。

由于最新技術的飛躍，IGCT未來的發(fā)展仍有巨大的潛力。主要是降低指定裝置的成本，其新技術可以歸納為4個領域：二極管的發(fā)展（無吸收二極管）、阻斷電壓（6kV，9kV）、封裝（塑料、水冷器件、低溫鍵合、應變緩沖片）及鈍化技術（無機鈍化）?？梢灶A計，提高可靠性和降低成本是未來發(fā)展的動力。實際上是要求改進目前的封裝技術，并在封裝中集成其他功能，如驅動電路和保護電路。因而封裝技術很有可能成為將來重要的研究課題。

綜上所述，IGCT在功率、可靠性、速度、效率、成本、質量和體積等方面均達到了新的性能標準，并在未來的發(fā)展中仍有很大的潛力，隨著人們的不斷認識，它必將成為大功率應用中首選的電力半導體器件。

IGCT包含了未來電力電子應用技術所需的重要技術，是對電力電子技術的重大貢獻，由于其存儲時間短，不同器件間關斷時間偏差極小。因此，特別適用于串聯(lián)使用，其優(yōu)越的關斷特性可以進行無吸收逆變器的設計，即使在數(shù)萬赫茲的頻率下工作，IGCT亦能應付其復雜短暫的控制過程。

IGCT將GTO技術與現(xiàn)代功率晶體管IGBT的優(yōu)點集于一身，利用大功率關斷器件可簡單可靠地串聯(lián)這一關鍵技術，使得IGCT在中高壓領域以及功率在0.5~100MVA的大功率應用領域尚無真正的對手。由于IGCT在大功率電力電子應用中公認的重要性，目前已開始在世界范圍內掀起了對IGCT器件技術研究的熱潮。

IGCT應用的可靠性

在實際應用中，可靠性是衡量電力電子裝置的一個重要指標，裝置中所用的分立元件數(shù)目越少，其可靠性就越高?？煽啃砸话阌檬剩‵IT）來表示，F(xiàn)IT依賴于許多因素，如芯片數(shù)、鍵合線、焊接質量、結終端結構、工作溫度、機械和電應力等。單個半導體芯片典型的固有失效率為10FIT（即109器件工作時內有10次故障）。門極自身含有許多有源和無源元件，其失效率約為500FIT。采用不同元件的逆變器的失效率不同。表1-12給出了用于大功率逆變器（3MVA /600Hz）的GTO、IGBT和IGCT的比較?？梢?，IGCT在可靠性、損耗、質量、體積、熱循環(huán)能力、模塊化水平等指標方面都優(yōu)于GTO和IGBT。

當器件的電流增加時，失效率也會相應的提高。由于可靠性要求總的元件數(shù)低于一定值，因而使用時在價格和可靠性兩方面難以做到很好的協(xié)調，需折衷考慮。