



ABB 5STP26N6500 是ABB半导体事业部(现属日立能源) 生产的一款高性能高压晶闸管(可控硅)模块。作为大功率电能转换与控制的核心功率半导体器件,它采用先进的平板压接技术,专为高电压、大电流的工业应用设计,例如高压变频器、直流传动系统、大型软启动器以及电解电镀电源等,以其高可靠性和卓越的电气性能而闻名于业界。
在一座大型有色金属冶炼厂的电解车间,数十个电解槽需要数万安培的稳定直流电流进行生产。为电解槽供电的庞大整流系统,其核心就是由数百个高压大功率晶闸管构成的整流桥。过去,采用耐压等级较低的器件需要大量串联,系统复杂,可靠性面临挑战。当该厂对整流系统进行现代化改造时,选用了ABB 5STP26N6500晶闸管。其高达6500V的重复断态电压(VDRM)使得每个整流臂所需串联的器件数量大幅减少,系统结构得以简化。更重要的是,在一次电网遭遇雷击浪涌的极端事件中,强大的瞬时过电压冲击了整流柜。得益于5STP26N6500卓越的浪涌承受能力和坚固的设计,整流桥成功抵御了这次冲击,没有发生器件击穿,保障了连续生产,避免了因停产导致的巨大经济损失,彰显了其在关键电力电子设备中的“定海神针”作用。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | 5STP26N6500 |
制造商 | ABB (Hitachi Energy) |
产品类别 | 高压晶闸管/可控硅模块 |
关键电气参数 | 重复断态电压 VDRM:6500 V |
触发特性 | 门极触发电流 IGT、门极触发电压 VGT (典型值,如:100mA, 1.5V) |
通态压降 | VT (典型值,如:1.5V @ IT=26A),影响导通损耗和发热 |
热学特性 | 结到外壳的热阻 Rth(j-c) 极低,典型值小于0.1 K/W,利于散热 |
封装形式 | 平板压接式,双面散热,需配合专用散热器与均压/均流组件使用 |
安装方式 | 通过压力固定在散热器之间,压力要求严格(如:10-20 kN) |
工作结温 | 最高结温 Tj max 通常为125°C,保证长期可靠运行 |
应用领域 | 高压变频器、HVDC、大功率直流电源、固态软启动器、感应加热电源 |
产品系列 | 属于ABB 5STP系列高压晶闸管家族,以其高电压等级著称 |
创新点1:先进的平板压接与玻璃钝化技术。 5STP26N6500 的核心技术在于其平板压接式封装。晶闸管芯片被直接压接在两个金属电极板(通常是钼或铜)之间,通过外部施加的精确机械压力实现良好的电气接触和热传导。这种结构与传统的螺栓式或模块式封装相比,取消了内部焊接层和键合线,极大地降低了热阻(Rth),使得芯片产生的热量能更高效地传导至散热器。同时,芯片采用了玻璃钝化技术,确保了高电压下的长期稳定性和边缘可靠性,使其能够承受高达6500V甚至更高的阻断电压,这是该器件能在串联应用中减少数量的根本原因。 创新点2:优化的动态参数与高dv/dt、di/dt耐受能力。 在高压大功率应用中,器件开关瞬间会承受极高的电压变化率(dv/dt)和电流变化率(di/dt)。ABB 5STP26N6500 通过精心设计的芯片结构和门极结构,显著提升了这些动态参数。高dv/dt能力可以防止器件因电压突变而误导通;高di/dt能力则确保了器件在导通瞬间,电流能够迅速而均匀地扩展到整个芯片面积,避免局部过热而损坏。这种优化的动态性能,使得由它构成的变流系统在应对电网扰动和负载突变时更加鲁棒,系统整体效率和可靠性得以提高。
案例:某特高压直流输电(HVDC)换流站阀组备件项目。 HVDC换流阀是由成千上万个高压晶闸管串联组成的庞大系统,对每个器件的电压等级和一致性要求极高。某±800kV换流站需要为备用阀组采购核心晶闸管。经过严格测试和比对,选定了ABB 5STP26N6500。其极高的电压等级(6500V)和ABB在高压直流领域公认的器件一致性,确保了备用阀组与原阀组性能的高度匹配。在后续的一次计划性检修中,备用阀组投入运行,性能稳定,所有电气参数均在设计要求范围内。项目技术负责人表示:“5STP26N6500不仅是一个元件,它代表了ABB在高压功率半导体领域的顶尖制造水平。其卓越的电压能力和可靠性,是我们选择它作为关乎电网安全的HVDC工程核心备件的根本原因。它保障了电网的稳定运行和检修工作的顺利进行。”


1. ABB 5STP系列其他电压/电流等级:如5STP18N4200 (4200V)、5STP12L4200 (4200V/光触发)等,可根据系统电压需求选择不同型号,与5STP26N6500在冗余或不同功率单元中配合使用。
2. 专用散热器与压装设备:与平板晶闸管配套的水冷或风冷散热器,以及用于施加精确压力的液压或机械压装工具,是确保5STP26N6500正常工作和长寿命的关键。
3. 门极驱动单元:为5STP26N6500提供触发脉冲的专用驱动板,需匹配其门极特性,确保快速、可靠的触发。
4. RC吸收电路与均压电阻:在高压串联应用中,必须配置RC缓冲电路以抑制关断过电压,并配置均压电阻以保证电压在各串联器件间的均匀分布。
5. ABB晶闸管阀段/组件:由多个5STP26N6500及附属组件(散热器、驱动、吸收电路)预先组装成的标准化阀段,可简化系统集成。
6. 反并联二极管模块(如5SDF系列):在大功率逆变或回馈应用中,需要与晶闸管反并联的快恢复二极管,用于续流或能量回馈。
7. 电流/电压传感器:用于监测晶闸管所在回路的电流和电压,为控制系统提供保护与反馈信号。
安装ABB 5STP26N6500是一项高度专业的工作。最关键的是施加精确且均匀的压接力,通常需要使用经过校准的压装设备,压力值需严格遵循数据手册规定(如15±2 kN)。安装前需清洁接触面并涂抹适量导热硅脂。电气连接必须牢固,门极引线需采用双绞屏蔽线以减少干扰。散热系统(水冷或风冷)必须运行可靠,确保结温不超标。 日常维护主要集中在监测散热系统运行状态(如水温、流量)、定期检查压接力是否因热循环而松弛,以及利用红外热像仪检测运行中的器件温度是否均匀异常。该器件本身无活动部件,寿命很长。若需更换,必须严格按照规程释放压力、拆卸,并使用同批次或参数高度匹配的新器件。
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