Совет по оценке состояния модуля IGBT

В работе бывают ситуации: поврежденный модуль IGBT должен проанализировать причину неисправности, или модуль с хорошим внешним видом должен определить наличие какой-либо неисправности. При отсутствии специализированного оборудования цифровые мультиметры можно использовать как обычный инструмент, помогающий быстро идентифицировать IGBT. В настоящее время обычно используются файл диода, файл сопротивления и файл емкости мультиметра. Стоит отметить, что данные испытаний мультиметра не универсальны и могут использоваться только как справочные.

Структура модуля

В качестве примера возьмем обычный корпусный модуль IGBT диаметром 62 мм. Внутренняя часть состоит из микросхемы IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), микросхемы FWD (обратный диод), соединительного провода и т. д. Некоторые сильноточные модули необходимо объединять с помощью нескольких наборов микросхем. На рисунке 1 показан модуль 400А производителя:

Его электрическое подключение показано на рисунке 3. Верхний и нижний мосты модуля имеют 4 набора микросхем IGBT и FWD, соединенных параллельно через линию соединения. Эквивалентный электрический символ показан на рисунке 4:

Методы измерения

1. Файл диода

С помощью файла диода можно измерить прямое падение напряжения VF на обратном диоде. Закоротите затвор-эмиттер, соедините эмиттер с красной ручкой мультиметра, черную ручку подключите к коллектору, а напряжение нормального модуля будет около 0,3 ~ 0,7 В. Если VF слишком велик, микросхема FWD или соединительный провод будут отсоединены. Произошло короткое замыкание в микросхеме FWD или IGBT.

Размер VF связан с прямым током IF. Как показано на рисунке ниже, в испытательной схеме разных мультиметров имеются некоторые различия в сопротивлении и напряжении, что приведет к различию результатов измерений. Следовательно, это тестовое значение нельзя сравнивать с другими тестовыми значениями мультиметра. Он не может представлять данные в таблице данных. Это тестовое значение не имеет другого значения. Его можно использовать только для определения того, хороший или плохой чип FWD.

2. Файл сопротивления

(1) Измерьте сопротивление между коллектором и эмиттером каждой трубки IGBT в модуле, закоротите затвор-эмиттер, красная ручка мультиметра подключена к коллектору, черный измеритель подключен к эмиттеру. , а нормальное значение сопротивления модуля обычно превышает уровень мегаома. 

(2) Измерьте сопротивление между затвором-эмиттером (затвором-коллектором) каждой трубки IGBT в модуле. Красный и черный измерительные провода мультиметра подключены к затвору и эмиттеру (затвор и коллектор) соответственно, а обычный модуль также имеет высокий импеданс. Когда к модулю подключена плата драйвера, сопротивление затвор-эмиттер равно сопротивлению затвора, обычно несколько тысяч Ом.

Из-за диапазона измерения мультиметра некоторые мультиметры не могут отображать действительные значения для вышеуказанных измерений высокого сопротивления. Конечно, когда тестовое значение имеет высокий импеданс, это не совсем означает, что модуль в порядке. Вышеописанный метод работы оказывает определенное влияние на определение неисправного модуля, но вероятность успеха не очень высока, и также требуется результат измерения емкости.

3. Файл конденсатора

Измерительный механизм мультиметра настроен на файл конденсатора, красная ручка подключена к затвору, черная ручка подключена к эмиттеру, и измеряется внутренняя емкость между затвором и эмиттером IGBT в модуле. , данные измерений записываются, а затем заменяется тестовая ручка, то есть черная. Ручка счетчика подключается к затвору, красная ручка подключается к эмиттеру, и измеренные данные записываются. Емкость модуля варьируется от нескольких нФ до нескольких десятков нФ. Наконец, данные сравниваются с другими чипами IGBT в модуле, измеренными мультиметром или данными измерений того же производителя и того же типа модуля, и значения должны быть одинаковыми или похожими.

Во время измерения рекомендуется измерять только емкость между затвором и эмиттером. Cies в чипе IGBT является самым большим, Cres и Coes намного меньше, чем Cies, см. рисунки 6 и 7, а точность мультиметра для измерения емкости ограничена.

Кроме того:

(1) Как и в случае с прямым падением напряжения VF, испытательное значение здесь отличается от испытательных значений, указанных в технических характеристиках, и может использоваться только в качестве эталонного сравнения.

(2) Если плата драйвера подключена к модулю, это повлияет на результат измерения емкости и ее следует сначала снять.

Сводка

Простое описание цифрового мультиметра для определения качества IGBT следующее:

Шаг	Положение передачи	Показать результат	Дискриминантный результат
1	Диодный файл	Падение давления в прямом направлении 0,3~0,7 В	Чип FWD в норме
		Перепад давления слишком мал	Короткое замыкание чипа FWD или чипа IGBT
		Падение давления слишком велико	Разрыв стружки FWD или разрыв линии связи
2	Файл сопротивления	Rce, Rge, Rgc состояние высокого сопротивления	CE, GE, GC не закорочены.
		Rce, Rge, Rgc состояние низкого сопротивления	Поломка или короткое замыкание CE, GE, GC
3	Конденсаторный файл	Значение Cies составляет от нескольких нФ до десятков нФ.	Обычная дверь
		Нет значения или отклонения контрастности	Поломка или отключение двери

Примечание:

1. Вышеописанный метод используется как предварительный дискриминирующий метод, а для более точного анализа необходимы специальные инструменты.
2. Не прикасайтесь к электродам модуля во время процесса измерения, чтобы избежать электростатического повреждения или помешать дальнейшему анализу неисправного модуля.