IGBT故障狀態(tài)測試分析

1、igbt故障狀態(tài)測試分析變頻器的應(yīng)用日益普及，相應(yīng)的維護及維修工作也越來越重要。在變頻器的故障狀態(tài)中，有 一種是igbt模塊故障。針對這種故障，本文給出了兒種模塊故障檢測的方法，以方便維修 人員檢修及維護。2 igbt功率模塊的幾種電路結(jié)構(gòu)在所有的變頻器及交流伺服驅(qū)動器屮，內(nèi)部主電路無非是三相(或單相)整流橋+三相igbt逆 變橋。依據(jù)這種電路結(jié)構(gòu)，針對不同的功率等級，可以有很多種模塊選擇方式，以下了以分 述。(1) pim結(jié)構(gòu)這是一種小功率變頻器主要采用的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特點是三相整流橋，制動單元，溫度檢測，三 相igbt逆變橋全部集成在一個模塊上，以富士半導(dǎo)體公司的7mbr25sa120為例，圖

2、1為模 塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，7個驅(qū)動單元采用光耦隔離驅(qū)動。圖1模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)(2) 六或七單元igbt結(jié)構(gòu)這種模塊主要用于中小功率變頻器，結(jié)構(gòu)特點是三相整流橋，制動單元為外置模塊，igbt模塊為六或七單元igbt結(jié)構(gòu)。以富士半導(dǎo)體公司的6mbi75ua-120為例，圖2為模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，6個驅(qū)動單元采用光耦隔離驅(qū)動。1718(3) 一或二單元igbt結(jié)構(gòu)這種模塊主要用于中大功率變頻器，結(jié)構(gòu)特點是三相整流橋，制動單元為外置模塊，igbt 模塊為一或二單元igbt結(jié)構(gòu)，變頻器釆用六或三個igbt模塊組成三相逆變橋。以富士半導(dǎo) 體公司的6mbi75ua-120為例，圖3為模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，2個驅(qū)動單

3、元采用光耦隔離驅(qū)動。c2c2e1g1g2e2圖3 6mbi75ua-120模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)ipm結(jié)構(gòu)這種模塊主要用于中小功率變頻器，結(jié)構(gòu)特點是驅(qū)動單元內(nèi)置，模塊內(nèi)部電路可以是以上的任何一種電路結(jié)構(gòu)。以富士半導(dǎo)體公司的6mbp100ra-060為例，圖4為模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),6個驅(qū)動單元內(nèi)置，但需提供獨立的驅(qū)動電源。potermki b mdhrd2 not omded圖4 6mbp100ra-060模塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)3 igbt功率模塊故障判斷方法針對以上不同的igbt模塊結(jié)構(gòu)，故障判斷測試可以簡化為單個igbt單元測試和單個ipm單 元測試，具體如下：(1) igbt的主要測試參數(shù)vces： g

4、, s短路，igbt的反向擊穿電壓；cies： igbt 的 g, s 間電容；frd： igbt的反并聯(lián)二極管；igbt的控制導(dǎo)通與截止特性。(2) igbt的主要參數(shù)測量方法采用圖示儀等儀器測量vces, cies, frd可以很方便的測fi, igbt的控制導(dǎo)通與截止特性對以通過圖示儀給岀電壓 階躍信號控制igbt的控制極而方便測量。采用500型指針萬用表等簡易測量cies, frd可以很方便的測量，vces無法測量。igbt的控制導(dǎo)通與截止特性可以采用如下辦 法：先將g, sf可短路，而后釋放，以確保g, s間無電荷，將500型指針萬用表的量程打 在“你”電阻檔，“紅”表筆接igbt的“e”極，“黑”表筆接igbt的“c”極，此時表指針應(yīng)無擺動，指 示電阻值無窮大，再用手或其他導(dǎo)體將“c”極與“g”極短接后釋放，指針表應(yīng)有電阻值指示, 且指示值應(yīng)停住不動，以上過程能證明igbt的開通能力基本正常；此時再將g, s間短路,表指針應(yīng)冋位，指示電阻值無窮大，而后再釋放g, s間短路塊，表指針應(yīng)不動，仍然指示 電阻值無窮大。以上過程能證明igbt的關(guān)斷能力基本正常。(3) ipm的主要參數(shù)測量方法由于ipm內(nèi)部含驅(qū)動單元，外部無法得到“g,”端子，因此，ipm必須在外加控制電源及控制 信號后才能測vces及igbt