Разработка силовых полупроводников: поиск идеального переключателя
С самого начала разработка силовых полупроводников была сосредоточена на поиске идеального переключателя — с наименьшими потерями в открытом состоянии и коммутацией, максимально возможной частотой коммутации и простой схемой управления. В то время как низковольтные приложения постоянно получали выгоду от усовершенствований, пользователи среднего напряжения были ограничены GTO (тиристорами с затвором-отключением). Однако появление IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) более высокой мощности принесло новую надежду.
Исследования ABB: эволюция от GTO к GCT
ABB Switzerland исследовала новые пути, стремясь использовать преимущества IGBT для более высокой мощности, сохраняя при этом сильные стороны GTO. Это исследование привело к разработке GCT (Gate Commutated Thyristor), эволюции GTO. GCT представил несколько усовершенствований, включая новое соединение затвора, передовую технологию корпуса, монолитно интегрированные диоды и упрощенную силовую схему.
Секрет GCT: преодоление проблем контроля
GCT решает основную задачу GTO — управление при выключении. Традиционные GTO испытывали нестабильность при переходе из проводящего состояния в непроводящее, поэтому для стабильности требовались снабберные схемы. GCT решает эту проблему с помощью жесткого диска, обеспечивая стабильное и быстрое выключение без необходимости использования снабберных схем.
Технология IGCT: квантовый скачок в преобразователях большой мощности
Технология IGCT (интегрированный тиристор с коммутацией затвора) компании АББ представляет собой значительный прогресс в области преобразователей большой мощности. За счет интеграции цепей управления с низкой индуктивностью, оптимизации кремниевой технологии и улучшения интеграции преобразователей IGCT предлагают ряд преимуществ, включая снижение потерь, меньшие размеры и более высокую надежность. Эта технология позволяет создавать модульные масштабируемые преобразователи с четкими и скоординированными процессами разработки.
Интеграция и модульная конструкция: будущее преобразователей большой мощности
Технология IGCT обеспечивает два уровня интеграции — монолитный на пластине и гибридный на периферии GCT. Такая интеграция упрощает конструкцию преобразователя, уменьшает его размер и повышает надежность. Модульный подход также расширяет диапазон применения: преобразователи IGCT способны работать с уровнями мощности от 250 кВт до 100 МВт.
Уменьшение сложности схемы: упрощение конструкции преобразователя
GCT выключаются как транзисторы, что устраняет необходимость в снабберных компонентах, необходимых в преобразователях GTO. Такое упрощение снижает сложность схемы и общую стоимость, делая преобразователи IGCT конкурентоспособными по сравнению с обычными преобразователями IGBT.
Преобразователи IGCT в эксплуатации: проверенная надежность
Первые IGCT были установлены на станциях, построенных ABB, наиболее ярким примером которых является межсетевая линия железнодорожной системы «Бремен» мощностью 100 МВт. Эти IGCT работают без сбоев с 1996 года, демонстрируя свою превосходную надежность и простоту последовательного соединения.
Преимущества технологии IGCT: достойный преемник GTO
Технология IGCT сочетает в себе сильные стороны GTO и IGBT, обеспечивая высокие номинальные напряжения, низкие потери, высокую частоту коммутации и превосходную надежность. Благодаря модульной конструкции, упрощенной схеме и высокой эффективности технология IGCT может стать идеальным преемником GTO в приложениях высокой мощности.