Էլեկտրաէներգիայի կիսահաղորդիչների զարգացում՝ իդեալական անջատիչի որոնումը
Սկզբից էլեկտրաէներգիայի կիսահաղորդիչների զարգացումը կենտրոնացել է իդեալական անջատիչ գտնելու վրա՝ այն, որն ունի ամենացածր միացման և փոխարկման կորուստներ, հնարավորինս բարձր փոխարկման հաճախականություն և պարզ վարիչ սխեմա։ Թույլ լարման կիրառությունները մշտապես օգտվել են առաջընթացներից, մինչդեռ միջին լարման օգտագործողները սահմանափակված էին GTO-ներով (Gate Turn-Off տիրիստորներ)։ Սակայն բարձր հզորությունների համար IGBT-ների (Insulated Gate Bipolar Transistors) հայտնվելը նոր հույս է բերել։
ABB-ի հետազոտությունը՝ GTO-ից GCT-ի էվոլյուցիան
ABB Շվեյցարիան ուսումնասիրեց նոր ուղիներ՝ նպատակ ունենալով բարձր հզորությունների համար օգտագործել IGBT-ների առավելությունները՝ պահպանելով GTO-ների ուժեղ կողմերը։ Այս հետազոտությունը հանգեցրեց GCT-ի (Gate Commutated Thyristor) մշակմանը, որը GTO-ի էվոլյուցիան է։ GCT-ն ներկայացրեց մի շարք բարելավումներ, այդ թվում՝ նոր դարպասային միացում, առաջադեմ կացարանային տեխնոլոգիա, մոնոլիտիկ ինտեգրված դիոդներ և պարզեցված հզորության սխեմա։
GCT-ի գաղտնիքը՝ կառավարման մարտահրավերների հաղթահարում
GCT-ն լուծում է GTO-ի հիմնական մարտահրավերը՝ անջատման ժամանակ կառավարմանը։ Պարադիգմատիկ GTO-ները անկայունություն էին ունենում անցումային փուլում՝ անցնելով անցնողից ոչ անցնող վիճակ, ինչը պահանջում էր snubber սխեմաներ կայունության համար։ GCT-ն այս խնդիրը լուծում է հզոր վարիչի մոտեցմամբ, ապահովելով կայուն և արագ անջատում առանց snubber սխեմաների անհրաժեշտության։
IGCT տեխնոլոգիա՝ բարձր հզորության փոխարկիչներում քվանտային առաջընթաց
ABB-ի IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor) տեխնոլոգիան ներկայացնում է բարձր հզորության փոխարկիչների կարևոր առաջընթաց։ Ներառելով ցածր ինդուկտիվությամբ վարիչ սխեմաներ, օպտիմալացնելով սիլիցիումի տեխնոլոգիան և բարելավելով փոխարկիչների ինտեգրումը՝ IGCT-ները առաջարկում են բազմաթիվ առավելություններ, այդ թվում՝ կորուստների նվազեցում, փոքր չափս և բարձր հուսալիություն։ Տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս ստեղծել մոդուլային, մասշտաբելի փոխարկիչներ՝ հստակ և համակարգված զարգացման գործընթացներով։
Ինտեգրում և մոդուլային դիզայն՝ բարձր հզորության փոխարկիչների ապագան
IGCT տեխնոլոգիան ներկայացնում է ինտեգրման երկու մակարդակ՝ մոնոլիտիկ վաֆերի վրա և հիբրիդ GCT-ի շրջակայքում։ Այս ինտեգրումը պարզեցնում է փոխարկիչների դիզայնը, նվազեցնում չափսը և բարելավում հուսալիությունը։ Մոդուլային մոտեցումը նաև ընդլայնում է կիրառությունների շրջանակը՝ IGCT փոխարկիչները կարող են աշխատել 250 կՎտ-ից մինչև 100 ՄՎտ հզորություններով։
Սխեմայի բարդության նվազեցում՝ փոխարկիչների դիզայնի պարզեցում
GCT-ները անջատվում են ինչպես տրանզիստորները, բացառելով GTO փոխարկիչների համար անհրաժեշտ snubber բաղադրիչները։ Այս պարզեցումը նվազեցնում է սխեմայի բարդությունը և ընդհանուր ծախսերը, դարձնելով IGCT փոխարկիչները մրցունակ սովորական IGBT փոխարկիչների հետ։
IGCT փոխարկիչների աշխատանքը՝ ապացուցված հուսալիություն
Առաջին IGCT-ները տեղադրվել են ABB-ի կառուցած գործարաններում, ամենահայտնի օրինակն է 100 ՄՎտ «Բրեմեն» երկաթուղային համակարգի կապը։ Այս IGCT-ները աշխատում են առանց խափանումների 1996 թվականից, ցույց տալով իրենց գերազանց հուսալիությունը և հեշտությամբ շարքի միացման հնարավորությունը։
IGCT տեխնոլոգիայի առավելությունները՝ արժանի ժառանգորդ GTO-ին
IGCT տեխնոլոգիան համատեղում է GTO-ների և IGBT-ների ուժեղ կողմերը՝ առաջարկելով բարձր լարման գնահատականներ, ցածր կորուստներ, բարձր փոխարկման հաճախականություն և գերազանց հուսալիություն։ Մոդուլային դիզայնով, պարզեցված սխեմայով և բարձր արդյունավետությամբ IGCT տեխնոլոգիան պատրաստ է դառնալ իդեալական ժառանգորդը GTO-ներին բարձր հզորության կիրառություններում։