IGCT應(yīng)用的適用范圍

與GTO和IGBT相比，IGCT具有損耗低、開關(guān)速度快、內(nèi)部機(jī)械部件極少等特點(diǎn)，因而保證了IGCT有較低的成本和緊湊的結(jié)構(gòu)，能可靠、高效地應(yīng)用于各種驅(qū)動(dòng)控制、靜態(tài)無功補(bǔ)償器SVG、感應(yīng)加熱諧振轉(zhuǎn)換器、靜態(tài)阻斷器等各種電力變流器及柔性交流輸出系統(tǒng)FACTS和民用電力市場(chǎng)。對(duì)中壓大功率應(yīng)用，可利用IGCT能簡(jiǎn)單、可靠串聯(lián)這一關(guān)鍵技術(shù)。

由于最新技術(shù)的飛躍，IGCT未來的發(fā)展仍有巨大的潛力。主要是降低指定裝置的成本，其新技術(shù)可以歸納為4個(gè)領(lǐng)域：二極管的發(fā)展（無吸收二極管）、阻斷電壓（6kV，9kV）、封裝（塑料、水冷器件、低溫鍵合、應(yīng)變緩沖片）及鈍化技術(shù)（無機(jī)鈍化）。可以預(yù)計(jì)，提高可靠性和降低成本是未來發(fā)展的動(dòng)力。實(shí)際上是要求改進(jìn)目前的封裝技術(shù)，并在封裝中集成其他功能，如驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路。因而封裝技術(shù)很有可能成為將來重要的研究課題。

綜上所述，IGCT在功率、可靠性、速度、效率、成本、質(zhì)量和體積等方面均達(dá)到了新的性能標(biāo)準(zhǔn)，并在未來的發(fā)展中仍有很大的潛力，隨著人們的不斷認(rèn)識(shí)，它必將成為大功率應(yīng)用中首選的電力半導(dǎo)體器件。

IGCT包含了未來電力電子應(yīng)用技術(shù)所需的重要技術(shù)，是對(duì)電力電子技術(shù)的重大貢獻(xiàn)，由于其存儲(chǔ)時(shí)間短，不同器件間關(guān)斷時(shí)間偏差極小。因此，特別適用于串聯(lián)使用，其優(yōu)越的關(guān)斷特性可以進(jìn)行無吸收逆變器的設(shè)計(jì)，即使在數(shù)萬赫茲的頻率下工作，IGCT亦能應(yīng)付其復(fù)雜短暫的控制過程。

IGCT將GTO技術(shù)與現(xiàn)代功率晶體管IGBT的優(yōu)點(diǎn)集于一身，利用大功率關(guān)斷器件可簡(jiǎn)單可靠地串聯(lián)這一關(guān)鍵技術(shù)，使得IGCT在中高壓領(lǐng)域以及功率在0.5~100MVA的大功率應(yīng)用領(lǐng)域尚無真正的對(duì)手。由于IGCT在大功率電力電子應(yīng)用中公認(rèn)的重要性，目前已開始在世界范圍內(nèi)掀起了對(duì)IGCT器件技術(shù)研究的熱潮。

IGCT應(yīng)用的可靠性

在實(shí)際應(yīng)用中，可靠性是衡量電力電子裝置的一個(gè)重要指標(biāo)，裝置中所用的分立元件數(shù)目越少，其可靠性就越高。可靠性一般用失效率（FIT）來表示，F(xiàn)IT依賴于許多因素，如芯片數(shù)、鍵合線、焊接質(zhì)量、結(jié)終端結(jié)構(gòu)、工作溫度、機(jī)械和電應(yīng)力等。單個(gè)半導(dǎo)體芯片典型的固有失效率為10FIT（即109器件工作時(shí)內(nèi)有10次故障）。門極自身含有許多有源和無源元件，其失效率約為500FIT。采用不同元件的逆變器的失效率不同。表1-12給出了用于大功率逆變器（3MVA /600Hz）的GTO、IGBT和IGCT的比較。可見，IGCT在可靠性、損耗、質(zhì)量、體積、熱循環(huán)能力、模塊化水平等指標(biāo)方面都優(yōu)于GTO和IGBT。

當(dāng)器件的電流增加時(shí)，失效率也會(huì)相應(yīng)的提高。由于可靠性要求總的元件數(shù)低于一定值，因而使用時(shí)在價(jià)格和可靠性兩方面難以做到很好的協(xié)調(diào)，需折衷考慮。