集成门极换流晶闸管(IGCT)原理及驱动PPT课件
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集成门极换流晶闸管集成门极换流晶闸管(IGCT,Integrated Gate-Commutated Thyristor)是一种高性能功率电子器件,适用于大功率、高频应用。
它结合了晶闸管(thyristor)和摩斯场效应管(MOSFET)的优点,提供了低压降、高效率和高可靠性。
在这篇文章中,我将详细介绍集成门极换流晶闸管的工作原理、特点和应用领域。
让我们了解一下集成门极换流晶闸管的结构。
它由四个层次的PNPN结构组成,与传统的晶闸管相似。
然而,集成门极换流晶闸管在晶体控制结构上引入了摩斯场效应管的特性,使其具有更低的开启电阻和较高的开关速度。
此外,它还引入了专门的门级驱动电路,可以更好地控制晶闸管的导通和关断。
这种设计使得集成门极换流晶闸管在高频开关应用中具有更好的性能。
集成门极换流晶闸管的工作原理也是相对简单和直观的。
当施加正向电压到晶体控制结构时,晶体控制结构中的PN结变为导通状态,从而使得晶闸管导通。
相比传统晶闸管,由于集成了门级驱动电路,集成门极换流晶闸管的开启速度更快,电流上升更快。
当施加反向电压或去掉门级信号时,集成门极换流晶闸管会迅速关闭,从而截止电流。
这种可控性和高效性使得集成门极换流晶闸管在高频应用中非常有用。
集成门极换流晶闸管具有许多优点。
首先,它具有低开启电阻和较小的电压降,使得能量损耗较低。
其次,集成门极换流晶闸管具有较高的开关速度和反向恢复特性,可在高频应用中实现高效能转换。
此外,它还具有稳定的工作特性和较高的可靠性,抗过电流和过压冲击能力强。
最后,集成门极换流晶闸管的封装和散热设计也相对简单,降低了制造成本。
集成门极换流晶闸管在许多领域中都有广泛的应用。
首先,它被广泛应用于交流输电系统和高速列车的牵引系统中,以提供高效率的功率转换和电机控制。
其次,它也用于逆变器和直流电源中,以实现高频开关和能量传输。
此外,集成门极换流晶闸管还被用于电力电子设备、电动汽车和电能储存器等应用中,提供高效率、可靠性和稳定性的电源控制和传输。
集成门极换流晶闸管(IGCT)———原理及驱动电气信息工程学院自动化10-02班卢靖宇541001010225集成门极换流晶闸管(IGCT)集成门极换流晶闸管(Intergrated Gate Commutated Thyristors)1997年由ABB公司提出。
该器件是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT 集成于一个整体形成的。
门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一种新型电力半导体器件,它不仅有与GTO相同的高阻断能力和低通态压降,而且有与IGBT相同的开关性能,即它是GTO和IGBT相互取长补短的结果,是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件,非常适合用于6kV和10kV的中压开关电路。
主要优点是: IGCT具有电流大、阻断电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、低导通损耗等特点,而且制造成本低,成品率高,有很好的应用前景。
IGCT、GTO和IGBT的比较:比较的器件及容量为:IGCT----4500V/3000A,GTG---4500V/3000A, IGBT----3300V/1200A。
集成门极换流晶闸管(IGCT)的电气符号二、IGCT的结构和工作原理1.IGCT 的分类按内部结构来分,IGCT可以分成以下三类:(l)不对称型(Asymmetric)在结构上是单纯的PNPN晶闸管结构,器件能正向承受高电压,但不具有承受反向电压的能力,也不能流过反向电流。
一般需要从外部并联续流二极管。
(2)反向阻断型(逆阻型)(Reverse blocking)在结构上是一个PNPN晶闸管与一个二极管的串联,电流只能从一个方向(从阳极到阴极)流通,串联的二级管为这类器件提供了承受反向电压的能力。
(3)反向导通型(逆导型)(Reverse conducting)在结构是一个PNPN晶闸管与一个续流二极管的反向并联,电流可以两个方向流通,不能承受反向电压。
由于GCT与续流二极管集成在同一个芯片上,不需要从外部并联续流二极管,变流器在结构上更加简洁,体积更小。
新型电力电子器件—门极集成换向晶闸管(IGCT)新型电力电子器件—门极集成换向晶闸管(IGCT)谢俊虎电力电子摘要:介绍了一种大功率集成器件—集成门极换向晶闸管IGCT(Integrated Gate Commutated Thy- rister),它具有大电流、高电压、开关频率高、高可靠性、结构紧凑、低损耗的特点,在性能上明显优于目前广泛使用的GTO和IGBT器件。
介绍了IGCT器件的基本结构、工作原理和关键技术,并指出它必将成为大功率应用中的首选电力半导体器件。
关键词:集成门极换向晶闸管;透明发射极;缓冲层;逆导技术Abstract:This paper introduces a high-power integrated device—IGCT(Integrated Gate Commuta- ted Thyrister).It has high current,high voltage,high switching frequency and low-loss character- istics.Its performance is superior to the GTO and IGBT devices.The paper introduces the shructure features,working principle of IGCT,and key technology.It points out that IGCT will become the prior option for high power application.Key words:IGCT; Transparent emitter; Buffer layer; Reverse conduction1前言电力半导体器件是现代电力电子技术的核心之一,它的飞速发展大大拓宽了电力电子技术的应用范围。
目前,广泛使用的电力半导体器件是SCR 、GTO ,IGBT等,这些实用的功率器件在使用方面都存在一定的缺陷。