IGCT技术参数

    (1)获准专利的硅滑动式结构。

   (2)获准专利的低电感封装技术。

   (3)极低的导通损耗。

   (4)光触发输入及状态反馈。

   (5)可串联应用（串联级数相当）。

   (6)快速响应和准确定时。

   (7)具有抗辐射能力。

   IGCT非对称型参数见表3-5，反向阻断型参数见表3-6，反向通导型参数见表3-7。

    表3-5    IGCT非对称型参数表

    注适用于交流方波输入。

   Tj=40～125℃适用于恶劣环境。

   Tj=10～125℃适用于工业恶劣环境。

   Tj=0～125℃适用于破坏应用。

    表3-6    IGCT反向阻断型参数表

    注：为电流源逆变器优化设计。

    表3-7    IGCT非对称型参数表

    注：适用于交流方波输入。

    在不断提高阻断电压和加大最大关断电流方面，功率半导体的发展必须面对物理和经济条件的限制。目前，典型GTO的最大额定参数为：动态阻断电压6kV，关断电流6kA。在一台元器件串联的NPC（中性点钳位）逆变器中，与这种GTO对应的最大功率约15MVA。不久将需要额定功率达数百兆伏安的逆变器。

    为了达到更大的额定功率，一个解决方法是把总功率分给几个子系统。相对而言，这样的装置比单台大功率变流器更复杂，而且会增加其购置和运行的费用，同时还降低了效率及设备完好率，并加大了体积。因此，对于未来的大功率应用来说，关键之举是要引入关断器件的串联。关断器件的这种串联也有利用降低设备购置成本和运行成本，串联晶闸管是一种得到验证的HVDC技术，其装置已成功应用数十年。IGCT的存储时间很短，只有1μs，特别适合于器件的可靠串联，因而它无疑是新型大功率逆变器的关键技术。在以串联为基础并能确保最佳待机率的方法是使串联的IGCT元件数多于所需的元件数。由于该方法使装置在以下几个方面得以改进，因而具有实际意义。

   (1)万一某一只IGCT或反并联二极管失效，装置也能继续运行而不会中断。这是因为平板式的IGCT器件失效后自身即形成短路，器件失效可由电子电路检测出来并由光缆发出信号。在电路检修时，失效器件能被替换掉。

   (2)加入冗余的IGCT减小了每个器件及每个缓冲电路的电压负载。众所周知，单个器件的寿命与其所受的电压有很大的关系。如当电压降低1/3时，IGCT的平均寿命提高约20倍。

   (3)加入冗余的IGCT亦减少了变流器相桥穿通的危险，因此能制造出没有熔断器的大功率变流器装置，并提高其可靠性和效率，从而极少发生贯穿短路。尽管如此，变流器仍做成能承受该故障条件下的机械应力的结构。

    新的大功率逆变器模块的研制开发，使串联IGCT能应用于100MVA变流器上。针对大功率领域的应用，一种低感和高性价比的水冷逆变器模块的研制成功，使模块中串联的IGCT的数量增至6只。每只4.5kV的IGCT能承受3kV的最大静态直流电压。大功率逆变器设计时通常选用的串联器件数为N=5+1方案，由于采用了冗余设计，使得逆变器待机率大为提高。要达到所需的可靠性，在甚高功率应用中必须采用冗余设计。以第一代IGCT产品为基础的IGCT逆变器模块，其du/dt吸收电路得以简化，仅装备简单的RCD型吸收电路，并由专用的隔离变压器向门极驱动单元提供电源。可以预见，未来第二代IGCT产品的应用，将会有如下革新：

   (1)逆变器模块的损耗进一步降低。

   (2)取消或进一步简化du/dt吸收电路。

   (3)达到1kHz或更高的开关频率。

   (4)由于降低了门极驱动功率，IGCT的触发电源可直接从主电压取。