国产600A,1000～1800V大功率GTO晶闸管

1992年4月,西安电力电子技术研究所研制的国产600A,1000～1800V逆阻型大功率GTO晶闸管通过了由陕西省机械厅主持的样品鉴定会,不久将投入小批试生产。GTO晶闸管属新一代的电力半导体自关断器件。它可广泛地用于斩波器、高压直流开关以及风机泵类负荷的变频调速装置的逆变器中。与普通晶闸管(SCR)装置相比,使用GTO的装置由于消除了复杂的强迫换相电路,而具有体积小、重量     

微机控制GTO-PWM转差频率控制变频调速系统

门极可关断晶闸营(简称GTO),具有大功率晶体管的快速性及自关断能力。由它所组成的逆变器可省却晶闸管所需的换流辅助电路,具有体积小,容量大、效率高等优点。在交流变频调速领域有着广阔的应用前景。门极驱动电路的设计是保证GTO可靠关断、充分运行在额定容量的重要环节。本系统的驱动电路不用脉冲变压器,对GTO门极电路采用强触发,并在GTO导通后维持一定的门极电流以减小GTO导通时的管压降;关断工作由快速晶闸管实现,此电路已应用于国产KG-50A与日立公司的20A管子上获得成功。     

大规模集成电路LNBK002的应用

在电力电子器件中,可关断晶闸管(GTO)除具有普通晶闸管(SCR)电流容量大、耐压高的特点外,还象功率晶体管(GTR)一样可关断,从使用上讲是比较方便的。但GTO由于制造困难、成本较高,如果使用不当就会造成较大的浪费。运用GTO保护专用芯片LNBK002可解决GTO使用中的问题。 LNBK002是一种应用于GTO脉冲逻辑的CMOS单片大规模电路。内部包括246个标准逻辑单元,约2000个MOS管。它可以对逆变系统产生的PWM信号进行必要的限制,并对与器件输出端相连的GTO的工作加以必要的保护,以保证GTO正常工作而不致受损。该器件可由输入相信号产生控     

编者按

<正>20世纪80年代开始,半导体功率器件获得了突飞猛进的发展,继双极晶体管BJT(亦称GTR)刷新了之前的晶闸管SCR之后,金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT等快速功率开关器件又相继登场,而后又出现了具有强功率输出能力的门极可关断晶闸管GTO、集成门极换相晶闸管IGCT乃至静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH。半导体功率器件的快速发展推动了电力电子变换技术及其产业应用领域的迅速壮大,如今,生产、生活、医疗卫生、交通运输、国防等各领域都离不开电力电子产     

基于电力电子技术的柔性交流传输设备(FACTS)

一、引言电力电子技术的发展,尤其是其中的关键器件GTO(可关断晶闸管)、LTT(光控晶闸管)及IEGT(电子注入增强门极晶体管)向大功率、高电压方向的迅速发展,出现了一种为适应电力系统     

浅谈门极可关断(GTO)晶闸管的"硬驱动"技术

文章介绍了门极可关断GTO晶闸管的“硬驱动”技术之优点，分析了“硬驱动”技术作用下GTO晶闸管的工作特点，剖析了“硬驱动”条件下GTO的关断波形，给出了“硬驱动”门极电路的典型结构。     

IGCT和IEGT——适用于STATCOM的新型大功率开关器件

硬驱动概念的出现极大地改进了门极可关断晶闸管（GTO）的关断性能,并导致了集成门极换向型晶闸管（IGCT）的出现。IGCT在GTO技术的基础上,采用新技术集成了硬驱动门极驱动电路及反并联二极管,使器件不需关断吸收电路、可靠性更高、工作频率更高,易于串联工作。电子注入增强门极晶体管（IEGT）是东芝公司于1993年开发出的新一代电力电子器件。它具有通态压降低、门极驱动简单、开关损耗小、串联运行容易等诸多优点。IGCT和IEGT将逐步取代GTO广泛应用于中等电压大容量变流器中。文中简要地介绍了IGCT和IEGT的基本结构、工作原理、性能比较,以及在静止补偿器和逆变器中的应用情况。     

基于D-FACTS的无功补偿与谐波抑制研究

1 D—FACTS的组成特点和主要作用 作为FACTS技术在配电系统应用的延伸——D—FACTS技术已成为改善电能质量的有力工具。功率可关断晶闸管（简称GTO）是目前应用D—FACTS装置的核心器件,价格昂贵并易损坏。因此每个GTO元件能否安全、可靠运行直接关系到D—FACTS装置的应用效果。GTO的可靠性主要与主电路、GTO保护及GTO门极驱动电路等因素有关。由于GTO元件是由无数个GTO晶元并联构成,因此为了保证GTO能可靠的开通和关断,要求驱动功率足够大,以尽量使所有GTO晶元能够同时导通和关断,否则先导通的晶元将可能因过电流而被烧坏,     

基于串联晶闸管强迫过零关断技术的混合式高压直流断路器

为了提高混合式直流断路器的开断能力,降低半导体器件的使用成本,提出了一种基于串联晶闸管强迫过零关断技术的具备双向开断能力的混合式直流断路器拓扑方案。在分析关断过程的基础上,推导了串联晶闸管阀与二极管阀组件反向恢复过程中均压回路的参数设计方法,然后以10 k V样机为例,开展了主支路和转移支路器件选型与参数设计,并搭建了10 k V直流断路器原理样机及其实验回路。研究结果表明：正常运行时,主支路由机械开关和少量的全控型半导体器件串联构成,其损耗较小;在开断电流时,故障电流首先转移至晶闸管阀支路,再通过放电回路注入反向电流迫使晶闸管阀过零关断,最后通过耗能支路吸收系统感性能量。原理样机实现了直流电压10 k V下短路电流峰值为8.8 k A的过零快速关断、且开断时间小于3 ms;转移支路可通过调整半导体器件的串联数量和选型大幅提升直流断路器的电压等级和故障电流耐受能力;串联二极管阀能在大电流关断暂态过程中抑制晶闸管器件的反向恢复过电压,降低晶闸管器件的损坏风险;在混合式直流断路器的换流和关断阶段,无需针对串联的晶闸管器件调整触发时间与匹配参数。综上所述,所提出的混合式直流断路器具有快速直流短路故障清除能力,可以作为未来柔性高压直流输电系统组网的工程实施方案之一。     

新型大功率器件ETO及其应用

发射极关断晶闸管(ETO)是满足高性能电能变换技术要求的新型大功率电力电子器件。通过特殊结构实现的单位增益关断技术大大改善了ETO的关断特性,提高了工作频率,增大了安全工作范围,同时使它更易于串并联使用。在不久的将来,ETO有望取代晶闸管和GTO成为大功率电力电子应用领域中的主流器件。文中详细介绍了ETO的结构、工作原理及其主要工作特性,并对它的典型应用进行了分析。     

TCSC与SSSC的特性仿真分析

对基于晶闸管控制的可控串联补偿电容器和基于可关断器件GTO控制的静止同步串联补偿器在模块结构、伏安特性、功角特性及等值阻抗特性等方面进行了详细地分析比较,得出结论并进行了仿真验证。     

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.     

国外交流变频调速电机系列的发展

六十年代以来,晶闸管半导体器件的出现和发展,以及控制技术、电子技术的蓬勃发展、大功率晶体管(GTR)、绝缘栅晶体管(IGT)、静电感应晶闸管(SIT)、大功率可关断晶闸管(GTO)、触发极辅助可关断晶闸管(GATT)、场效应管(MOSF-FT)、逆导晶闸管(RLT)和光触发晶闸     

两次电流转移型短路电流限制器的研究

研究了基于两次电流转移的短路电流限制方案,它由快速开关、门极关断晶闸管(GTO)和限流电阻并联组成.限流过程包括两次电流转移:快速开关至门极关断晶闸管,再至限流电阻.采用快速开关可显著减少限流器的运行损耗,采用GTO可降低电流转移的难度.研究表明,在电弧电流向GTO转移的过程中,电弧电压和转移回路电感对电流转移时间有重要影响,提高电弧电压是实现快速转移的关键.     

IGBT器件使用指南

在国际上80年代中后期出现的一种绝缘栅双极晶体管IGBT,它是微电子的先进工艺技术向电力电子领域渗透发展的产物,人们称之谓第三代电力电子器件(第一代为硅晶闸管,第二代为GTO可关断晶闸管、GTR-巨型晶体管),它具有功率MOSFET(包括VDMOS)器件和双极功率晶体管的一系列优点。现在新型的IGBT已克服了早期IGBT常见的锁定(Latch-up)问题,正在许多产品中取代双极功率晶体管。IGBT具有易于驱动、快速开关等优点,     

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。     

IGCT重触发设置的研究

集成门极换流晶闸管(IGCT)作为一种新型电流型器件,是在门极可关断晶闸管(GTO)的基础上发展而来。由于IGCT集成了门极换流晶闸管(GCT)和门极驱动电路,具备高压大电流等优点,广泛应用于大功率传动场合。从IGCT的结构特点出发,结合IGCT器件的开通原理及门极驱动电路工作原理,分析了IGCT重触发的必要性,并指出IGCT需要重触发的条件。然后结合中点箝位(NPC)三电平变流器拓扑结构,分析各种工况下重触发的设置,以提高IGCT应用的可靠性和安全性。     

具有n缓冲层和新的阳极短路结构的6000V GTO

研制出用于大功率逆变器和斩波器的6000V GTO，为了获得高的阻断电压，且同时具有低的开通和关断损耗，采用了n缓冲层和圆柱型阳极短路结构相结合的方法。通过n缓冲层结构所实现的550umn基区宽度可使开通损耗比普通阳极短路结构的减少约1／3，所提出的这种结构可有效地扫除关断瞬间剩余载流子，而不使通态电压增加太多，直径33mm的器件可以在90Hz工作上连续开关200A阳极平均电流，提出了P基区和n缓冲层同步扩散工艺，并用该工艺制作出新开发的器件结构。     

Φ50mm2000V快速非对称晶闸管

研制出直径50mm,2000V快速非对称晶闸管，其正向重复峰值电压达2000V，通态峰值压降不大于2．5V，通态平均电流为600A＜关断时间小于30us，且具有良好的动态特性和控制特性。     

电压源型AC/DC换流器的运行机理和特性分析

传统的高压直流输电 (HVDC)是采用基于晶闸管的自然换相的换流器技术 ,存在一些固有的缺点。近年来随着电力电子技术领域中具有自关断能力的绝缘栅双极晶体管 (IGBT)和门关断晶体管 (GTO)等器件的发展 ,使得电压源型换流器 (VSC)在HVDC中的应用越来越引起普遍的重视。VSC控制和运行方式简单 ,输出波形品质好 ,运行模式灵活 ,具有良好的发展前景。介绍基于VSC的HVDC的原理 ,分析了其控制特性、运行技术特点