《直流輸電用集成門極換流晶閘管（IGCT）器件的一般要求》

ICS31.080.01

K46

T/CEC

中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)

T/CEC3004-2020

直流輸電用集成門極換流晶閘管（IGCT）

器件的一般要求

XXXX

（征求意見稿）

20XX—XX—XX發(fā)布20XX—XX—XX實施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

T/CECXXXX-2019

II

T/CECXXXX-2019

直流輸電用集成門極換流晶閘管（IGCT）器件的一般要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了直流輸電用集成門極換流晶閘管（IGCT）的規(guī)格、尺寸、特性、檢驗規(guī)則、標(biāo)志和訂

貨單等技術(shù)要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于直流輸電用集成門極換流晶閘管器件系列。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T17573—1998半導(dǎo)體器件分立器件第1部分：總則

GB/T15291-1994半導(dǎo)體器件第6部分：晶閘管

GB/T4937.3—2012半導(dǎo)體器件機械和氣候試驗方法第Ⅲ部分：氣候試驗方法

GB/T2423.5—1995電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊

GB/T2423.10—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法試驗Fc：振動（正弦）

JB/T7626反向阻斷三極晶閘管測試方法

JB/T5847—1991高溫阻斷試驗方法導(dǎo)則

3術(shù)語和定義

GB/T17573—1998界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

集成門極換流晶閘管integratedgatecommutatedthyristor

一種基于GTO結(jié)構(gòu)、低感集成門極驅(qū)動單元的大功率半導(dǎo)體全控型開關(guān)器件，簡稱IGCT。

3.2

門極驅(qū)動單元gatedriveunit

一種控制功率元件開通、關(guān)斷及檢測保護功率元件的電路結(jié)構(gòu)。

3.3

門極換流晶閘管

未集成門極驅(qū)動單元的IGCT元件部分，簡稱GCT。

3.4

中間直流電壓VDClink

表示器件在某個特定宇宙輻射條件下的最大持續(xù)中間直流電壓（對應(yīng)在海平面處100FIT失效率）。

3.5

可關(guān)斷峰值電流ITGQM

表示規(guī)定條件下可被關(guān)斷的最大陽極電流。

3.6

門驅(qū)輸入電壓VGIN,RMS

表示保證門極單元正常工作的輸入電壓。

3.7

門驅(qū)最小輸入電流IGIN,MIN

1

T/CECXXXX-2019

表示門驅(qū)單元可靠工作所需要的最小輸入電流。

3.8

門驅(qū)最大功耗PGIN,MAX

表示門驅(qū)單元正常工作所允許的最大輸入功率。

3.9

開通延遲時間tdon

表示有效開通信號到器件陽極電壓下降到指定值之間的時間。

3.10

開通反饋延遲時間tdonSF

表示有效開通信號到器件開通反饋信號之間的時間。

3.11

關(guān)斷延遲時間tdoff

表示有效開通信號到器件陽極電流下降到指定值之間的時間。

3.12

關(guān)斷反饋延遲時間tdoffSF

表示有效關(guān)斷信號到器件關(guān)斷反饋信號之間的時間。

3.13

GK短路

表示試驗過程中GCT元件門極和陰極短路連接。

4文字符號

下列代號適用于本文件。

CS：IGCT控制信號接收器；

SF：IGCT狀態(tài)反饋發(fā)送器；

IVD：被試器件的初始值；

n：抽樣數(shù)；

c：合格判定數(shù)。

5規(guī)格和尺寸

5.1規(guī)格

IGCT器件規(guī)格以字母和數(shù)字組合表示，使用可關(guān)斷通態(tài)峰值電流ITGQM及重復(fù)峰值電壓VDRM兩個參數(shù)

區(qū)分，不限于包含產(chǎn)品特征代號、封裝尺寸及版本號等。

不同制造商產(chǎn)品命名規(guī)程不同，器件規(guī)格一般使用ITGQM及VDRM參數(shù)值或ITGQM及VDRM參數(shù)值的1/100

表征。

5.2尺寸

圖1示出器件外形，所對應(yīng)尺寸應(yīng)符合給定型號的要求或訂貨合同的規(guī)定。

2

T/CECXXXX-2019

圖1IGCT器件外觀尺寸示意圖

6環(huán)境適應(yīng)性要求

6.1一般使用條件

6.1.1地震要求

器件固定設(shè)計適應(yīng)抗震能力不低于8級的閥設(shè)計要求。

6.1.2海拔高度

安裝運行地區(qū)的海拔不超過1000m。

6.1.3正常運行條件

環(huán)境溫度＋10℃——＋50℃；

空氣溫度最小值為5°C；

短期運行最高溫度為60°C；

長期運行相對濕度為60%RH；

短期運行最大濕度為70%RH；

污穢等級為室內(nèi)0級；

爬電比距一般為14.0mm/kV。

6.2特殊使用條件

非正常使用條件由制造商和購買方商定。

7額定值和特性值

7.1額定值

直流輸電用集成門極換流晶閘管的額定值（極限值）參數(shù)列于表1。額定值應(yīng)符合給定型號的要求

和訂貨合同規(guī)定。。

表1

條號極限值符號最小值最大值單位

3

T/CECXXXX-2019

6.1.1管殼溫度Tcase℃

6.1.2貯存溫度Tstg℃

6.1.3等效結(jié)溫TVJ℃

6.1.4斷態(tài)重復(fù)峰值電壓VDRMV

6.1.5斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓VDSMV

6.1.6中間直流電壓VDCV

6.1.7通態(tài)直流連續(xù)電流IDCA

通態(tài)平均電流

6.1.8IT(AV)A

[Tcase=85℃，正弦半波，雙面冷卻]

6.1.9可關(guān)斷通態(tài)峰值電流ITGQMA

通態(tài)（不重復(fù)）浪涌電流

6.1.10ITSMkA

[正弦波，tp＝10ms，VR=0]

6.1.11通態(tài)電流臨界上升率diT/dtcrA/μs

2242

6.1.12It[正弦波，tp＝10ms，VR=0]It10As

門驅(qū)輸入電壓

V

6.1.13[直流或交流方波（15～100kHz）]VGIN,RMS

6.1.14門驅(qū)最小輸入電流IGIN,MINA

6.1.15門驅(qū)最大功耗PGIN,MAXW

6.1.16最小通態(tài)時間ton（min）μs

6.1.17最小斷態(tài)時間toff（min）μs

6.1.18安裝力FkN

7.2特性參數(shù)

電特性值應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2

特性和條件數(shù)值

條號符號單位

TVJ（另有規(guī)定除外）最小值最大值

6.2.1通態(tài)峰值電壓VTMV

6.2.2斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRMmA

6.2.3開通延遲時間tdonμs

6.2.4開通反饋延遲時間tdonSFμs

6.2.5陽極電壓下降時間trμs

6.2.6開通能量EonJ

6.2.7關(guān)斷延遲時間tdoffμs

6.2.8關(guān)斷反饋延遲時間tdoffSFμs

6.2.9陽極電流下降時間tfμs

6.2.10關(guān)斷能量EoffJ

6.2.11結(jié)殼熱阻Rthjck/W

7.3門極單元特性參數(shù)

門極驅(qū)動單元電特性值應(yīng)符合表3規(guī)定。

表3

序號特性和條件符號數(shù)值單位

4

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最小值最大值

1門驅(qū)內(nèi)部電流限值IGIN,MAXA

2光輸入功率PonCSdBm

3光噪聲功率PoffCSdBm

4光輸出功率PonSFdBm

5反饋光噪聲功率PoffSFdBm

6脈寬閾值tglitchns

7外部重觸發(fā)脈寬tretrigns

8檢驗規(guī)則

8.1出廠檢驗

出廠檢驗要求列于表4。檢驗所采用的數(shù)值和確切的規(guī)定條件應(yīng)符合給定型號的要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中

相應(yīng)試驗的要求以及訂貨合同規(guī)定。

出廠檢驗和試驗應(yīng)對全部器件進(jìn)行。全部試驗都是非破壞性的。

表4

檢驗要求限值

項目符號引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件

最小值最大值

在正常照明和正常視力情況

外觀目檢

/GB/T4937.3-2012下/

JB/T7626—2013

通態(tài)峰值電壓，

VTM5.1TVJMITM@ITGQM

JB/T7626—2013室溫和TVJM，GK短路或門

斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRM

5.3驅(qū)上電，VDRM及F

開通延遲時間tdon

開通反饋延遲時間tdonSF

雙脈沖開通，F(xiàn)，TVJM，VD=

VDC-LINK，di/dt≥1000A/μs

陽極電壓下降時間tr

開通能量Eon

A．1

可關(guān)斷峰值電流ITGQM

關(guān)斷能量Eoff

VDM≤VDRM,F，TVJM，VD=

VDC-LINK

關(guān)斷延遲時間tdoff

關(guān)斷反饋延遲時間tdoffSF

VD=0.7VDRM,TVJM，F(xiàn)，

直流阻斷ID/△ID≤1mA

RGK=0，t1＝3s，t2＝10s

器件準(zhǔn)備：GK短路或門驅(qū)上

電

電耐久性JB/T5847—1991

/試驗條件：正弦半波，50Hz，

TVJM，70%VDRM，h

8

8.2型式試驗

表5規(guī)定了型式試驗項目。其中，所采用的數(shù)值和確切的規(guī)定條件應(yīng)符合給定型號的要求和有關(guān)標(biāo)

5

T/CECXXXX-2019

準(zhǔn)中相應(yīng)試驗的要求以及訂貨合同規(guī)定。

型式試驗應(yīng)在出廠檢驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行。其中，項目欄標(biāo)有（D）是破壞性試驗。

表5

抽樣方案

項目符號引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件判據(jù)

nc

試驗對象：GCT元件；

復(fù)測、滿

試驗條件：兩箱法，-40℃，IDRMVTM

GB/T4937.3/TVJM足表要求；

溫度變化繼之密封循環(huán)5次，每循環(huán)高低溫各暴露461

/—2012密封要求：漏率≤

1h，轉(zhuǎn)換時間2min～3min。5

×10-7mbar·L/s

密封測試方法：氦質(zhì)譜檢漏

試驗對象：IGCT器件；

通態(tài)（不重復(fù)）浪涌電GB/T試驗條件：安裝力F，TVJM,復(fù)測IDRM≤2IVD

ITSM61

流（D）15291-1994VR=0,脈沖底寬10msVTM≤1.1IVD

試驗次數(shù)：20次

試驗對象：IGCT器件；

試驗條件：安裝力，復(fù)測≤

JB/T7626—FIDRM2IVD

通態(tài)電流臨界上升率,1Hz,≤，；≤6

di/dt20137.6TVJMITITMVDC-LINKVTM1.1IVD1

試驗要求：diT/dtcr，重復(fù)率ITGQM

50Hz，試驗持續(xù)時間60s。

器件準(zhǔn)備：GK短路或門驅(qū)上電

試驗條件：正弦半波，50Hz，

JB/T5847—復(fù)測IDRM≤2IVD

電耐久性（D）/TVJM，70%VDRM；61

1991試驗要求：試驗持續(xù)時長VTM≤1.1IVD

小時

試驗對象：GCT元件；

GB/T4937.3復(fù)測IDRM≤2IVD

高溫貯存（D）試驗條件：TVJM；61

/—2012≤

試驗時長：hVTM1.1IVD

試驗對象：IGCT器件

循環(huán)次數(shù)：20,000次

最高結(jié)溫：小于TVJM

JB/T7626—復(fù)測IDRM≤2IVD

熱循環(huán)負(fù)載（D）/最低溫度不大于40℃61

2013VTM≤1.1IVD

TJ＝80℃，加熱電流（0.9～

1.0）IT(AV)，加熱時間不超過

6△min，冷卻時間不超過8min

試驗對象：IGCT組件

試驗條件：10～82Hz時

外觀檢查；

0.75mm（P－P）；82～500Hz

復(fù)測IDRM≤2IVD

振動（D）/GB/T2423.10時100m/S2；振動方向：垂直、61

≤

橫向、縱向三個軸向；掃描方式：VTM1.1IVD

對數(shù)往復(fù)掃頻，每一軸線的掃頻ITGQM

環(huán)數(shù)10次；掃頻速率：1oct/min

試驗對象：IGCT組件外觀檢查；1

試驗條件：半正弦波15gn每個復(fù)測IDRM≤2IVD

沖擊（D）/GB/T2423.56

方向3次；VTM≤1.1IVD

半正弦波30gn每個方向3次。ITGQM

8.3電磁兼容試驗

IGCT器件門驅(qū)電磁兼容試驗應(yīng)符合表6的要求。

表6

項目引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件判據(jù)

6

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30V/m，80MHz、160MHz、380MHz、450MHz

射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.3-2006和900MHz頻點；

30V/m，1.0GHz-3.0GHz；1kHz，80%AM。

持續(xù)時磁場1000A/m，持續(xù)時間3s；實

驗在三個方向進(jìn)行。

工頻磁場抗擾度GB/T17626.8-2006

持續(xù)磁場100A/m，持續(xù)時間30s；實驗器件無誤動作

在三個方向進(jìn)行。