IGCT和IGBT区别
IGCT是“集成门极换向晶闸管”的简称,由图可以看出,在功率器件的周围集成了大量的器件。而IGBT只是将功率器件部分封装为模块。
由于已经封装为模块,IGBT电路与散热基板之间是电绝缘的,安装工艺简单;IGCT不具备这种优势,使系统的设计、安装和维护复杂,绝缘与散热之间的矛盾,使系统问题较多。
IGCT虽然用较IGBT少的功率器件数目构成大功率变频器,但是由于外围器件数目大,系统的故障点并不比IGBT变频器少。
从图可以看出,在IGCT的门极电路里,包含了大量的IC和电阻电容,尤其是有大量的电解电容,使其有一定的寿命限制;而且,这种电容是不可更换的,必须连着整个器件一起更换,造成维护成本增大。
如上所述,IGCT的故障点并不比IGBT少,而且,由于功率部分器件数目少,单个器件承受更高的电压和电流,众所周知,随着器件电压和电流容量的增大,器件制造技术和应用技术趋于复杂,造成系统可靠性降低。目前,国内能批量提供变频器的厂家,经过多年尝试,尚没有人能成功使用IGCT,可见其复杂程度。
如果器件出现故障,对于IGBT构成的系统,一般更换驱动电路或IGBT即可,价格在1500元以内,而且常规电压的IGBT及其驱动电路在内地市场代理商林立,一般都有现货;而对于IGCT构成的系统,必须更换整个IGCT,更换一次一般在20000元以上,其代理商只有少数几家,由于占用资金大,一般没有现货,所以一旦出现故障,维修周期长、费用高,而且由于器件复杂,对维修的技术人员要求很高,过了保修期以后往往受制于人。
在电路设计上,IGBT只需要很小而比较简单的缓冲电路,有时甚至可以省略缓冲电路;IGCT除了要有电压缓冲电路外,还必须有电流缓冲电路,以抑制关断时的二次击穿,比IGBT复杂。
IGBT构成的变频器,输出电平数多,适用于普通电机;IGCT构成的变频器,电平数少,必须更换电机或加输出滤波器。在电网侧,IGBT多级串联多电平变频器的谐波指标优于IGCT构成的三电平变频器。
在电压等级上,IGBT多级串联多电平变频器可构成10KV变频器,适应中国电网的需要;IGCT构成的三电平变频器*高电压可做到4.16KV,不符合中国电网的需要。
IGBT多级串联多电平变频器在单个器件故障时,可以旁路带故障运行,系统故障时,可以通过附加的旁路开关,将电机投到工频电网运行;IGCT构成的三电平变频器在器件故障时,只能停机。
IGBT和IGCT构成的高压变频器,效率是一样的,但是IGBT构成的变频器,由于电平多,谐波少,电机的效率比IGCT变频器高。所谓IGBT损耗大的说法,是站不住脚的。
IGBT和IGCT,谁是电力电子器件的发展方向?目前学术界正在争论,并不因为IGCT出现晚,就一定比IGBT先进,至少在目前,还看不出它相对IGBT有什么优势。有可能随着技术的发展,两者并驾齐驱,或者都被某种新的器件代替。选用变频器时,要更多考虑现场的需要,因为只有适应现场的产品才是好产品。