Kuinka huoltaa eristettyjä hila-bipolaarisia transistoreita (IGBT)

Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) ovat komposiittitehopuolijohdelaitteita suurjännitteen, suuren virran ja korkean{0}}taajuuden kytkemiseen. Niitä käytetään laajasti järjestelmissä, kuten uusissa energiaajoneuvoissa, inverttereissä ja aurinkosähköinverttereissä.

 

IGBT:n yleisiä epäonnistumissyitä
Virallisten lähteiden mukaan IGBT-häiriöt johtuvat pääasiassa seuraavista tekijöistä:

Sähköinen rasitus (noin 48 %): ylijännite, ylivirta, epänormaali portin ajo.
Lämpöjännitys (noin 32 %): huono lämmönpoisto, mikä johtaa risteyksen lämpötilan ylittymiseen.
Sähköstaattinen purkaus (ESD): Gate oksidikerros on erittäin ohut (0,1-0,2 μm), staattinen sähkö vaurioittaa helposti.
Mekaaninen rasitus: huono hitsaus tai tärinä, joka aiheuttaa tapin rikkoutumisen tai huonon kosketuksen.

 

Tärkeimmät IGBT-huoltotoimenpiteet
ESD-suojaus
Ennen käyttöä: pue anti-staattinen rannehihna ja varmista, että työpöytä on maadoitettu.
Säilytys ja kuljetus: oikosulje{0}}IGBT:n kolme elektrodia ja aseta se suojattuun metallilaatikkoon.
Juottamisen aikana: varmista, että juotoskolvi on hyvin-maadoitettu ja sammuta tarvittaessa virta juottamisen aikana; Vältä koskemasta suoraan kuljettajan liittimiin.

 

Ohjainpiirin huolto
Rinnakkaisvastus portin ja emitterin välillä: tyypillisesti 10kΩ–100kΩ vastus, joka estää tahattoman käynnistyksen-kun portti on auki.

Käytä kierrettyjä parijohtoja taajuusmuuttajan signaalien lähettämiseen loisen induktanssin ja värähtelyn vähentämiseksi.

Sarjaporttivastus (esim. 10–47Ω) vaimentaa korkeataajuisia -värähtelyjä.
Varmista, että taajuusmuuttajan jännite on ±20 V sisällä, jotta hilajännite ei ylity.

 

Ylijännite- ja ylivirtasuoja
Lisää puskuripiirejä (kuten vikavirtasuojakytkimen vaimennuspiirejä) vaimentaaksesi jännitepiikit katkaisun aikana{0}}.
Aseta ylivirran tunnistus: voidaan saavuttaa valvomalla VCE(sat) tai käyttämällä virtamuuntajaa.
Kohtuullinen vähennyssuunnittelu: valitse laitteet, joilla on riittävä jännite/virtamarginaali.

 

Lämmönhallinta
Varmista jäähdytyselementin hyvä lämpökosketus: käytä lämpörasvaa, ja asennusmomentti vastaa vaatimuksia.
Asenna lämpötilareleet tai termistorit valvomaan liitoslämpötilaa reaaliajassa, katkaisemalla pääpiirin automaattisesti, jos ylikuumeneminen tapahtuu.
Puhdista jäähdytyselementin pöly säännöllisesti hyvän ilmanvaihdon varmistamiseksi.

 

Säännöllinen tarkastus ja testaus
Staattinen testaus: mittaa C-E ja G-E yleismittarilla virran katkaisun jälkeen tarkistaaksesi oikosulun tai katkeamisen.
Dynaaminen testaus: tarkkaile portin käyttöaaltomuotoa oskilloskoopilla, kun se on päällä, varmistaen, ettei värähtelyä ole ja että normaalit nousu-/laskuajat.
Infrapunalämpötilan mittaus: tarkista, onko IGBT-pinnan lämpötila epänormaali.