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1、GMXD1B1.5 集成门极换流晶闸管(IGCT)1.5.1 IGCT开关电路1.5.2 VC开通过程分析1.5.3 VC关断过程分析GMXD1B1.5.1 IGCT开关电路1)使开通中阳极电流ia缓升以抑制其上升率。2)为LK中储能提供释放回路以抑制VC关断时的电压过冲。 3)抑制负载短路时的短路电流增长速度，提高过电流保护的可靠性。 1)VC关断时转移LK中储能，抑制电压过冲。2)当负载短路时防止CS中储能直接向VC释放以避免过高的电流冲击。GMXD1B1.5.1 IGCT开关电路图1-46 IGCT开关电路 a)电路结构 b)VC关断模型 c)电量波形GMXD1B1.5.2 VC开通过程
2、分析1.基本假定2. VC开通过程的电路初态3. VC开通过程的电路终态4. VC开通过程GMXD1B1.基本假定1)开通过程仅占整个工作周期的很小比例，故可认为在开通期中负载电流i0I0。2)直流电源为电压源，udUd。3)缓流电感LK值较大，在经过VC电压下降期后，全部直流电压加到LK上。GMXD1B2. VC开通过程的电路初态由图1-46c可见，VC开通过程的电路初态对应于时区A，电路中有VC关断，VD0导通，输出电压u0=0,uak=U,VC加有负栅压，并处于稳定关断，u=-U，U是反向控制电压，iD0=I0，负载经VD0续流，VC处于正向阻断状态。GMXD1B3. VC开通过程的电路
3、终态由图1-46c可见，VC开通的电路终态对应于时区F，电路中有VC导通，VD0关断，,iD0=0,uak=u=0,u0=u=Ud,VD0处于反偏，uD0=-u0=-U，负载从直流电源吸 取电能。GMXD1B4. VC开通过程(1)uak下降期(时区B)(2)零压期(时区C)(3)反向恢复期(时区D) 当tt3时，VD0开始恢复反向阻断能力，u0线性上升(uD0负向增长)，当t=t4时，u0=Ud(uD0=-Ud)，iD0=-IRm，ia=I0+IRm=ITm，由于VD0反向电流峰值IRm随下降率(即ia上升率)增大而增大，以芯片直径为91mmVC(4.5kV/4kA)为例，采用软恢复特性的V
4、D0(4.5kV/1.5kA)，在反向恢复电流下降率为1kA/s时，IRm=1.65kA，也即反向电流峰值比器件正向电流(有效值)还大，为避免开通中过大的电流过冲(即降低ITm值)，应控制ia上升率，合理选择LK值，目前对4.5kV电压等级器件，其(dia/dt)m0.5kA/s。(4)反向电流衰减期(时区E)：当tt3时，VD0的反向电流值迅速衰减，为阻止这种电流变化，uL反向(uL=uLS+uLK)，LKS释放储能(阻尼电路中VDK正偏导通，储能将转移到RK和CS中，但由于uL0，VD0端压将超越Ud，造成电压过冲，(参阅图1-1c)uD0的峰值为GMXD1B1.5.3 VC关断过程分析1
5、.基本假设和电路的初、终态2.阴级-门极换流期(时区G)3.阳极电压上升期(时区H)GMXD1B1.基本假设和电路的初、终态分析假定与VC开通过程相同。 VC关断过程的电路初态相当于开通过 程的终态，即对应于图1-46c中时区F； VC关断过程的终态则相当于开通过程 的初态，对应于图1-46c中的时区A。 VC关断过程即电路由初态到终态的过 渡过程，对应于图1-46c中由GI的三 个时区。GMXD1B2.阴级-门极换流期(时区G)关断前VC处于通态，阳极电流i=ikI0 ，当t=t+6时，S闭合，门控电压u突降 为-U，门极流过负向电流，在本时区 电容Cs中无电流。GMXD1B3.阳极电压上升期(时区H)在图1-46c中，当i=0，随着基区过剩载流子被抽走，V1退出饱和区进入放大区，于是u开始上升，对于4.5kV/3.5kA器件，其上升率临界值为3kV/s。GMXD1B表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数GMXD1B表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数GMXD1B表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数表1-17 非对称型IGCT(91mm)的特性参数
