4.5kV IGBT/二极管芯片组在高压直流输电领域的应用

　　制造商已经为高压直流 （HVDC） 应用开发出新的 4.5kV 绝缘栅双极晶体管 （IGBT）/ 二极管芯片组并对其性能进行了优化 。这种芯片组的特点是导通电压损耗非常低、具备大电流高电压快速开通行为和高鲁棒性的短路行为。在 IGBT 和二极管上应用 HDR 技术，可以获得高鲁棒性。4.5kV 级芯片组的出现，是对现有 3.3kV 和 6.5kV 高压级芯片组产品的补强。该芯片组有两种不同的外壳可供选择：

　　第一个芯片组采用高度绝缘 6.5kV 模块外壳，提供 10.2kV 隔离能力，具备的爬电距离和间隙距离能应付带 2500-3000V 直流母线电压的牵引应用的恶劣环境。第二个芯片组是为 IHV-B外壳设计的，是用途遍及全球的著名 IHV-A 模块的接班者。该模块适合在工业应用中使用，例如中压变频器和各种高压直流 （HVDC） 场合，也适合在柔性交流输电系统 （FACTS） 应用领域使用。模块参见图 1。

　　图 1：4.5kV FZ1200R45HL3 模块的封装

　　为未来的 HVDC 系统 – 相较于众所周知的基于晶闸管的并网换相高压直流传输，这些基于 IGBT 的电压源转换器 （VSC） 将会对未来的 HVDC 系统起到重要的作用。基于 IGBT 的解决方案依赖于独立的有功电流和无功电流控制，而这种控制又是借助 IGBT 的导通和关断功能实现的。此外，它们在应付交流电网故障方面还表现出了优越的性能。

　　在高压应用领域，需要以串联方式连接大量的半导体，而且必须保证高精度的同步开关。为了更好地满足如此苛刻的设计要求，建议在 HVDC 和 FACTS 等高压应用中使用多电平 VSC - 模块化多电平变换器 （MMC）。在 HVDC 应用中，单个 IGBT 模块的开关频率可以降低。因此，低通态损耗对于降低总功耗的作用尤其令人感兴趣。

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