集成门极换流晶闸管驱动电路的研究

根据集成门极换流晶闸管驱动电路基本逻辑功能的要求,提出应用电子设计自动化技术和复杂可编程逻辑器件芯片实现高可靠性、单片化、灵活设计的方案,设计出一种采用了硬驱动和集成门极技术的集成门极换流晶闸管门极驱动电路.该电路具有结构简单,开关速度快,可靠性高,增加保护电路和测试电路方便等优点.电路仿真结果表明,开通时门极电流可在2μs内迅速达到200A左右,关断时电流门极电流可在4μs内抽取400A左右,符合集成门极换流晶闸管开通和关断时的特性要求.

集成门极换流晶闸管门极驱动电路

介绍了集成门极换流晶闸管(IGCT)的基本结构,它同时拥有晶体管的关断特性和晶闸管的开通特性,是一种理想的兆瓦级中高压半导体开关器件。IGCT必须结合集成门极驱动电路才能完成硬开通和硬关断,因此门极驱动电路的性能将直接影响器件性能的优劣。具体设计了630A/4500V逆导GCT的驱动电路,并分析了驱动电路的要求和设计原理。

非对称型集成门极换流晶闸管(IGCT)在PISCES-2ET软件平台上器件模拟

运用PISCES-2ET软件对非对称型集成门极换流晶闸管进行器件模拟,给出了器件的杂质浓度、电子和空穴浓度和电势的二维和三维分布;通过模拟结果来验证设计是否合理,对下一步设计器件的物理参数和结构参数起到指导作用.

集成门极换流晶闸管IGCT

介绍了一种新型电力半导体器件——集成门极换流晶闸管 (IGCT)的特性、工作原理、关键技术及其应用情况 ,并指出它必将成为大功率应用中的首选电力半导体器件。

功率器件集成门极换流晶闸管关断特性研究

为深入研究IGCT的关断特性,该文基于实验结果,建立了IGCT关断过程中,流过IGCT电流的波形的数学模型,在此基础上进而提出用微分方程研究电路中IGCT关断特性的方法。为验证该方法的有效性,以建立的IGCT关断过程电流波形数学模型为基础。该文建立基于斩波电路的IGCT关断暂态特性的数学模型。该模型充分考虑IGCT阻容吸收回路、线路杂散电感及限流电抗器对IGCT关断暂态过电压的影响。数值仿真及试验结果表明,该模型能够较好地反映IGCT关断过程中的暂态特性。

集成门极换流晶闸管在电力系统中的应用

阐述了集成门极换流晶闸管(IGCT)的结构特点、基本工作原理,IGCT综合了可关断晶闸管(GTO)和绝缘栅换流晶闸管(IGBT)的优点,它具有成本低、高可靠性、高效率、开关频率高和易于串联等特点。详细讨论了集成门极换流晶闸管(IGCT)在电力系统中的具体应用,由于其优越的性能在中压大功率逆变器领域中正逐渐得到广泛重视,具有广泛的应用前景。

基于集成门极换流晶闸管的中压三电平逆变器的驱动脉冲优化设计及复杂可编程逻辑器件实现

基于IGCT的中压三电平逆变器正被广泛地应用于工业领域。在这些逆变器中,IGCT的PWM驱动脉冲信号在进入门极单元之前需要进行处理,以确保驱动脉冲的死区时间和最小脉宽等设置。该文以MVA三电平逆变器为实例,根据开关器件特性、电路参数和控制要求,给出该逆变器驱动脉冲优化设计过程,包括关键参数计算和实现流程。该文采用双CPLD(复杂可编程逻辑器件)的方式给出驱动脉冲优化的实现流程,并为故障处理提供快速通道。文中给出了CPLD实现的仿真和实验结果,结果表明该驱动脉冲优化设计和实现是逆变器安全可靠工作的有力保证。

大功率集成器件——集成门极换流晶闸管IGCT

介绍一种大功率集成器件——集成门极换流晶闸管IGCT(Integrated Gate CommutatedThyrister),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。

集成门极换流晶闸管电学模型的优化及参数提取

在集成门极换流晶闸管(IGCT)2T-3R-C电学模型的基础上,针对其模型关断电压出现与实测波形不符的振荡问题,建立了一种IGCT改进电学模型,并提出一套可用于改进电学模型的参数提取方法,给出改进电学模型电路结构和器件参数。将模型的动态特性仿真结果与4kA/4.5kV型号IGCT的4kA/4.5kV等级实验结果、3.5kA/4.5kV等级实验结果以及现有2T-3R-C模型仿真结果进行对比,验证了改进电学模型的准确性、适用性、优越性。

集成门极换流晶闸管的研制

此处介绍了集成门极换流晶闸管(IGCT)的结构特点,通过建模分析结构,分别从提高阻断特性、开通关断特性及动态均匀性方面进行了设计,并以仿真结果指导生产,优化工艺,提高硅片掺杂、寿命及形貌等参数均匀性,研制了3 kA/4 500 V非对称IGCT器件。产品进行各项静、动态参数测试,串联压接成阀组经过可靠性测试、模块型式试验,现已应用于工程。

IGCT门阴极换流路径杂散阻抗在线监测方法研究

集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)换流路径杂散阻抗是评估其关断能力的重要参数,现有离线测量方法有诸多缺陷并且测试过程复杂,实时性差。该文主要针对IGCT换流路径杂散阻抗在线监测问题,结合IGCT关断过程,分析了换流路径杂散阻抗的构成;根据基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s current law,KCL)、基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s voltage law,KVL)推导了换流路径电压、电流方程,进而提出基于阴极集成印刷电路板(printed circuit board,PCB)式电流传感器的换流路径杂散参数在线监测方法;采用高速采集卡和LabVIEW软件,构建了测量系统;通过在高压、大电流加速老化测试平台上的实际测试,实现了mΩ级电阻与nH级电感的杂散阻抗准确提取,验证了在线监测方法的有效性。

新型IGCT直流输电换流阀运行试验研究及其等效性评估

换相失败问题(commutation failure,CF)是电网换相换流高压直流输电技术(line commutated converter high voltage directcurrent,LCC-HVDC)面临的固有难题。为了解决该问题,已有文献主要从拓扑结构、控制策略等方面着手,鲜见抵御换相失败的新型换流阀研制及试验研究。该文开展基于大功率逆阻型集成门极换流晶闸管(reverse blocking integrated gate commutated thyristor,RB-IGCT)的新型换流阀试验研究及试验等效性分析。首先,阐释新型换流阀抵御换相失败的原理,并针对新型换流阀不同的工作模式,提出对新型电力电子器件的需求。然后,利用现有的型式试验合成回路平台开展适用于传统晶闸管换流阀的运行试验,并分析试验结果,得出大部分试验项目等效性较好而小熄弧角试验和关断试验等效性较差的结论。最后,针对这两项特殊试验提出新的试验方法和试验电路,可为新型换流阀的研发和应用提供一定的技术基础。

集成门极换流晶闸管的工艺模拟

主要介绍利用silvaco软件对集成门集换流晶闸管IGCT(Inregrated Gate Commutated Thyrister)进行工艺模拟。利用silvaco软件中的Athena对IGCT进行建模,并对工艺参数进行提取和优化,从而达到工艺要求。

集成门极换流晶闸管IGCT

IGCT是在晶闸管技术的基础上结合IGBT和GTO等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中。文中结合IGCT的结构特点 ,阐述了其优于IGCT、GTO器件的技术特性 ,给出了由IGCT器件构成的中压变频器的应用电路和技术特点。

集成门极换流晶闸管IGCT在矿山中的应用

介绍了一种新型大功率电器开关元件IGCT的工作原理,并阐述了其使用特点,指出了该器件在矿山企业的应用前景。

非对称型门极换流晶闸管阻断特性的设计与优化

分析了非对称型门极换流晶闸管(GCT)的结构和工作原理,提出了阻断特性的设计方法,并依此建立了非对称型GCT的结构模型;利用MEDICI软件对其正向IV特性和电场分布进行了模拟,分析了穿通型耐压结构的击穿机理,证实了设计的合理性;另外通过对GCT结构参数的优化,指出当n缓冲层的浓度为5×1016cm-3时,可获得比较理想的阻断特性。

非对称型门极换流晶闸管的优化设计

根据半导体器件的设计特点和设计原则,对600 A/3 000 V非对称型门极换流晶闸管进行了结构参数的优化设计,得到了材料参数与结构参数的关系.阴极采用条状同心环单元发射极排列结构,不仅可以提高单元承受应力的能力,而且可使单元均匀性得到改善.应用数值分析,使器件的透明阳极和缓冲层等关键结构的掺杂分布、区域宽度以及少子寿命得到优化,计算结果满足设计的要求.

门极换流晶闸管(GCT)击穿机理的研究

简述了门极换流晶闸管(GCT)的耐压结构及其特点。利用MEDICI软件模拟和分析了具有不同结构参数的四种器件的阻断能力和通流能力,研究了GCT的击穿机理。结果表明,GCT的击穿实质上属于场阻止(FS)型击穿,并非穿通(PT)型击穿。从而指出以往对GCT击穿机理的认识存在局限性。

Bi-mode逆导门极换流晶闸管结构与特性研究

Bi-mode逆导门极换流晶闸管(BGCT)是为了改善传统逆导门极换流晶闸管(RC-GCT)电流均匀性和提高硅片有效面积利用率而提出的一种新结构。通过分析BGCT器件的版图布局结构,采用Sentaurus TCAD软件模拟并分析了BGCT、传统结构RC-GCT和IGCT传统功率器件的通态特性、正向阻断特性和关断特性,着重比较了RC-GCT与BGCT在400K温度下不同工作模式下特性差异。分析研究结果表明,BGCT器件能够改善RC-GCT器件的通态特性,提高硅片面积的利用率。

沟槽阻挡型阳极结构门极换流晶闸管特性研究

引入沟槽结构,提出一种改进型注入效率可控门极换流晶闸管。新结构采用沟槽型阻挡结构代替阳极表面平面型氧化薄层,实现对基区漂移电子阻挡和积累作用,保持了注入效率自调整效应,减小了平面型氧化阻挡层对阳极有效面积的影响。模拟结果表明,新结构器件实现了注入效率控制功能,增大了有效阳极接触面积并降低了通态压降;其沟槽宽度可调节注入效率和关断特性。