IGCT应用的适用范围_IGCT应用的可靠性

IGCT应用的适用范围

与GTO和IGBT相比，IGCT具有损耗低、开关速度快、内部机械部件极少等特点，因而保证了IGCT有较低的成本和紧凑的结构，能可靠、高效地应用于各种驱动控制、静态无功补偿器SVG、感应加热谐振转换器、静态阻断器等各种电力变流器及柔性交流输出系统FACTS和民用电力市场。对中压大功率应用，可利用IGCT能简单、可靠串联这一关键技术。

由于最新技术的飞跃，IGCT未来的发展仍有巨大的潜力。主要是降低指定装置的成本，其新技术可以归纳为4个领域：二极管的发展（无吸收二极管）、阻断电压（6kV，9kV）、封装（塑料、水冷器件、低温键合、应变缓冲片）及钝化技术（无机钝化）。可以预计，提高可靠性和降低成本是未来发展的动力。实际上是要求改进目前的封装技术，并在封装中集成其他功能，如驱动电路和保护电路。因而封装技术很有可能成为将来重要的研究课题。

综上所述，IGCT在功率、可靠性、速度、效率、成本、质量和体积等方面均达到了新的性能标准，并在未来的发展中仍有很大的潜力，随着人们的不断认识，它必将成为大功率应用中首选的电力半导体器件。

IGCT包含了未来电力电子应用技术所需的重要技术，是对电力电子技术的重大贡献，由于其存储时间短，不同器件间关断时间偏差极小。因此，特别适用于串联使用，其优越的关断特性可以进行无吸收逆变器的设计，即使在数万赫兹的频率下工作，IGCT亦能应付其复杂短暂的控制过程。

IGCT将GTO技术与现代功率晶体管IGBT的优点集于一身，利用大功率关断器件可简单可靠地串联这一关键技术，使得IGCT在中高压领域以及功率在0.5~100MVA的大功率应用领域尚无真正的对手。由于IGCT在大功率电力电子应用中公认的重要性，目前已开始在世界范围内掀起了对IGCT器件技术研究的热潮。

IGCT应用的可靠性

在实际应用中，可靠性是衡量电力电子装置的一个重要指标，装置中所用的分立元件数目越少，其可靠性就越高。可靠性一般用失效率（FIT）来表示，FIT依赖于许多因素，如芯片数、键合线、焊接质量、结终端结构、工作温度、机械和电应力等。单个半导体芯片典型的固有失效率为10FIT（即109器件工作时内有10次故障）。门极自身含有许多有源和无源元件，其失效率约为500FIT。采用不同元件的逆变器的失效率不同。表1-12给出了用于大功率逆变器（3MVA /600Hz）的GTO、IGBT和IGCT的比较。可见，IGCT在可靠性、损耗、质量、体积、热循环能力、模块化水平等指标方面都优于GTO和IGBT。

当器件的电流增加时，失效率也会相应的提高。由于可靠性要求总的元件数低于一定值，因而使用时在价格和可靠性两方面难以做到很好的协调，需折衷考虑。