工作中会遇到这样一些情况:损坏的IGBT模块要分析失效原因,或者外观完好的模块要判断是否有异常,在缺乏专门仪器的情况下,数字万用表作为常用工具,可以帮助我们快速判别IGBT好坏,这时一般会用到万用表的二极管档、电阻档、电容档。值得注意的是,万用表的测试数据并不具有通用性,只能作为参考依据。 01 模块结构 以常见的62mm封装IGBT模块为例,其内部由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片、FWD(续流二极管)芯片、邦定线等构成,部分大电流模块还需由多组芯片进行组合。图1、2是某厂商400A模块: 图1 1 图2 2 其电气连接如图3。该模块上、下桥分别有4组IGBT和FWD芯片通过邦定线并联,等效电气符号如图4: 图3 3 图4 4 02 测量方法 01 二极管档 用二极管档,可以测量续流二极管的正向压降VF。短接门极-发射极,用万用表红表笔接发射极,黑表笔接集电极,测试正常模块VF会在0.3~0.7V左右,VF过大说明FWD芯片或邦定线断开,过小说明FWD或IGBT芯片出现短路。 VF的大小与正向电流IF有关,如下图所示,不同万用表测试电路中的电阻和电压存在一定的差异,因此会导致测量结果的差异,所以此测试值并不能与其他万用表测试值做对比,更不能代表数据手册上的数据,此测试值没有其它意义,只可以简单判定FWD芯片好坏。 02 电阻档
受万用表测量范围的影响,对于上述高阻态的测量,部分万用表无法显示有效数值。当然测试值为高阻态时并不能完全代表模块是正常的,上述操作方法对于失效模块的判定有一定的效果,但判定成功率不是很高,还需要结合电容档测量结果。 03 电容档 万用表测量档位调至电容档,红表笔接门极,黑表笔接发射极,分别测量模块内IGBT的门极-发射极之间的内部电容容值,记录测量数据,然后更换表笔,即黑表笔接门极,红表笔接发射极,记录测量所得数据,视模块不同容值从几nF到几十nF。最后,将此数据与该万用表测量的模块内其它IGBT芯片或同产家、同型号模块的测量数据进行比较,数值应相同或相近。 测量时只建议测量门极-发射极之间的电容, IGBT 芯片中Cies 是最大的, Cres 和Coes远小于Cies,见示意图6、7,而万用表对于电容的测试精度也是有限的。 此外
03 总结 简单归纳数字万用表判别IGBT好坏步骤如下:
注意: 1、上述方法作为初步判别手段,更准确的分析需要借助专门仪器。 2、测量过程手指等不要触碰模块电极,以免静电损伤,或干扰对失效模块的进一步分析。 伟创之家 NEW ﹀ ﹀ ﹀
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