IGBT故障原因
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4.IGBT损坏的解决对策①过电流损坏为了避免IGBT发生擎住效应而损坏,电路设计中应保证IGBT的最大工作电流应不超过IGBT的IDM值,同时注意可适当加大驱动电阻RG的办法延长关断时间,减小IGBT 的di/dt。
驱动电压的大小也会影响IGBT的擎住效应,驱动电压低,承受过电流时间长,IGBT 必须加负偏压,IGBT生产厂家一般推荐加-5V左右的反偏电压。
在有负偏压情况下,驱动正电压在10—15V之间,漏极电流可在5~10μs内超过额定电流的4~10倍,所以驱动IGBT 必须设计负偏压。
由于UPS负载冲击特性各不相同,且供电的设备可能发生电源故障短路,所以在UPS设计中采取限流措施进行IGBT的电流限制也是必须的,可考虑采用IGBT厂家提供的驱动厚膜电路。
如FUJI公司的EXB841、EXB840,三菱公司的M57959AL,57962CL,它们对IGBT的集电极电压进行检测,如果IGBT发生过电流,内部电路进行关闭驱动。
这种办法有时还是不能保护IGBT,根据IR公司的资料,IR公司推荐的短路保护方法是:首先检测通态压降Vce,如果Vce超过设定值,保护电路马上将驱动电压降为8V,于是IGBT 由饱和状态转入放大区,通态电阻增大,短路电路减削,经过4us连续检测通态压降Vce,如果正常,将驱动电压恢复正常,如果未恢复,将驱动关闭,使集电极电流减为零,这样实现短路电流软关断,可以避免快速关断造成的过大di/dt损坏IGBT,另外根据最新三菱公司IGBT资料,三菱推出的F系列IGBT的均内含过流限流电路(RTCcircuit),如图6,当发生过电流,10us内将IGBT的启动电压减为9V,配合M57160AL驱动厚膜电路可以快速软关断保护IGBT。
②过电压损坏防止过电压损坏方法有:优化主电路的工艺结构,通过缩小大电流回路的路径来减小线路寄生电感;适当增加IGBT驱动电阻Rg使开关速度减慢(但开关损耗也增加了);设计缓冲电路,对尖峰电压进行抑制。
IGBT短路原因及其保护措施工作时,外部事故或者硬件/软件的错误会导致短路。
根据短路发生的时间点与IGBT工作状态的不同,可以分为以下两种短路:·SC1短路,IGBT开通前已经发生短路;·SC2短路,IGBT开通后发生短路。
实际短路电流常常超过IGBT数据手册中标注的短路电流l SC,这是由于实际工况往往超规格书给定条件。
通常这些给定条件包括栅极电压U GE为15V,最大结温T vi,op(125℃或150℃),特定的直流母线电压UDC和最大持续时间。
由此产生的短路电流存在以下关系:如果T vi,op升高,则l SC下降;如果U DC或U GE增大,则l CS增大。
l SC=f(T vi,op↑↓,U DC↑↓,U GE↑↓)(1)控制T vi,op和U DC相对容易,而控制U GE很困难,这是由于IGBT的反馈电容C GC(密勒电容)造成的。
短路时,IGBT集电极和发射极之间出现高电压变化率dU CE/dt。
特别是在SC2短路中,IGBT从低导通压降U CEsat的饱和状态迅速进入退饱和状态,从而几乎承受全部直流母线电压U DC与换流路径杂散电感造成的过冲电压之和。
电压突变产生反馈电流I GC,其可能导致IGBT栅极电容进一步充电,导致栅极电压升高甚至超过驱动电路产生的标称栅极电压。
根据IGBT的跨导,随着栅极电压的提升,集电极电流相应增加(不受外部条件的限制)。
数据手册中的转移特性描述了这种对应关系,一般给出最高到两倍标称电流I nom的曲线,如图1所示。
图1摘自450A IGBT模块数据手册的转移特性I c=f(U GE)限制IGBT栅极电压对于限制短路电流非常重要。
为了实现该目的,可以采用以下措施:·使用较小的栅极电阻R G,这会降低由电流I GC引起的压降,从而抑制栅极电压;·添加外部栅-射极电容。
电流l GC需对更大的门极电容充电,但IGBT模块内部电阻R gint使得内外电容解耦,从而限制了这种措施带来的好处;·通过快速齐纳二极管限制栅-射极电压。
IGBT非饱和故障随着电力电子技术的不断发展,和IGBT的广泛使用,越来越多的工程师遇到了IGBT非饱和故障的问题。
本文将从IGBT非饱和故障的基本原因,影响因素,以及解决方法等方面进行阐述。
一、IGBT非饱和故障的基本原因IGBT非饱和故障原因可以从以下两个方面进行阐述:1.瞬间集电极电压峰值过高导致IGBT在开关过程中,由于开关速度较快,开关瞬间会产生高电压的功率脉冲,这会导致集电极电压峰值瞬间升高。
如果电路参数设计不合理或者失效,集电极电压峰值过高,就有可能引起IGBT非饱和故障。
2.长期工作导致的热损伤IGBT在工作过程中会产生大量的热量,如果导热不良或者散热不好,则会导致IGBT的温度升高,进而失去稳定工作的条件。
当IGBT的温度超过了限值,则出现非饱和故障。
二、IGBT非饱和故障的影响因素IGBT非饱和故障的难点就在于,在现场很难发现出来。
以下是IGBT非饱和故障的影响因素:1. 环境温度和湿度在高温高湿的环境下,IGBT所在的系统中的电子元器件散热能力将受到限制。
长时间运行,造成IGBT的非饱和故障。
2. 开关速度当IGBT打开或关闭时,开关速度较快,可以导致电反馈电压、电荷耦合等现象,从而已引起IGBT非饱和故障。
3. 外部负载长期工作在重载下,会导致IGBT的电压、电流频繁变换,使得IGBT 失去稳定性。
三、IGBT非饱和故障的解决方法IGBT非饱和故障的解决方法分以下两个方面:1.电路设计和参数设置电路和参数设置是防止IGBT非饱和故障的最直接有效的方法。
在IGBT 的开关过程中,设计一个合理的电路以及参数,可以解决电压和电流发生瞬间变化的问题,从而防止IGBTnon-saturation故障的发生。
2. 散热设计散热的设计是能够有效提高IGBT的使用寿命的关键点。
因此,在IGBT 的使用中,散热方式的设计非常重要。
目前比较流行的散热方式主要有风扇散热、水冷、铝型材散热等。
合理的散热设计可以避免IGBT过热而出现故障。
引起烧IGBT的原因1、LC谐振电路震荡形成的高压超过了IGBT的耐压值所致,或选用的IGBT耐压不够。
2、因同步采样电路故障引起IGBT G极的脉宽调制信号与IGBT C极因LC偕振电路产生的交流高压不同步导致烧IGBT。
3、由于电路故障的原因导致IGBT G极静态时已有明显的电压,使得IGBT长期处于导通状态,甚至是通电便烧IGBT。
4、由于IGBT热敏电阻绝缘不良导致IGBT C极的直流高压和交流高压通过热敏电阻串入片机后烧IGBT。
这种故障最为严重,有可能将单片机、LM339、HC164和相关的其它元件烧毁。
5、因风机故障,风机的电机形成的反峰电压串入18V直流电源而烧IGBT。
6、因热敏电阻不良或单片机不良等原因高温不能做出保护,使得IGBT温度过高,而烧IGBT。
7、因选用的锅具不合适而烧IGBT。
8、因电磁炉长期使用IGBT老化烧IGBT。
二、解决故障的相应对策:因进入市场电磁炉基本不会是电路设计原因引起烧IGBT,多是元器件发生故障所致,下面就引起烧IGBT原因作出相应的简单维修介绍。
1、原因:因高压过高烧IGBT;解决方法:(1)检测线圈盘和谐振电容是否变质或所更换的元件是否与原机相符,找出故障元件并替换。
(2)检测高压采样电路的电压是否正常,如不正常找出引起该故障的元件并替换。
(3)当做了以上两步仍看不出明显故障点,应考虑高压取样电路中的高频滤波电容是否失容或开路,如有不妥予已替换。
2、原因:因同步采样电路故障引起烧IGBT;解决方法:(1)用万用表检测同步采样和同步输出静态电压是否正常,如不正常找出引起该电压变化的故障元件并替换,该处故障最多的是同步取样的大功率电阻。
(2)如同步采样和同步输出电压正常时,可观察IGBT G极触发波形是否正常和单片输出的PWM信号是否正常,如不正常多是震荡电容阻尼二极管及单片机故障。
通过以上两点基本上能将同步采样电路故障引起烧IGBT原因找出。
逆变器中的IGBT失效原因引起IGBT失效的原因1、过热容易损坏集电极,电流过大引起的瞬时过热及其主要原因,是因散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。
如果器件持续短路,大电流产生的功耗将引起温升,由于芯片的热容量小,其温度迅速上升,若芯片温度超过硅本征温度,器件将失去阻断能力,栅极控制就无法保护,从而导致IGBT失效。
实际应用时,一般最高允许的工作温度为125℃左右。
2、超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏。
擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。
IGBT为PNPN4层结构,因体内存在一个寄生晶闸管,当集电极电流增大到一定程度时,则能使寄生晶闸管导通,门极失去控制作用,形成自锁现象,这就是所谓的静态擎住效应。
IGBT发生擎住效应后,集电极电流增大,产生过高功耗,导致器件失效。
动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快,dvCE/dt很大,引起较大位移电流,也能造成寄生晶闸管自锁。
3、瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外,还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。
这种瞬态过电流虽然持续时间较短,但如果不采取措施,将增加IGBT的负担,也可能会导致IGBT失效。
4、过电压造成集电极发射极击穿或造成栅极发射极击穿。
IGBT保护方法当过流情况出现时,IGBT必须维持在短路安全工作区内。
IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。
为了防止由于短路故障造成IGBT损坏,必须有完善的检测与保护环节。
一般的检测方法分为电流传感器和IGBT欠饱和式保护。
1、立即关断驱动信号在逆变电源的负载过大或输出短路的情况下,通过逆变桥输入直流母线上的电流传感器进行检测。
当检测电流值超过设定的阈值时,保护动作封锁所有桥臂的驱动信号。
这种保护方法最直接,但吸收电路和箝位电路必须经特别设计,使其适用于短路情况。
这种方法的缺点是会造成IGBT关断时承受应力过大,特别是在关断感性超大电流时,必须注意擎住效应。
浅谈IGBT常见故障及使用寿命发布时间:2021-06-22T02:54:41.320Z 来源:《中国科技教育》2021年第2期作者:刘晓青[导读] 对IGBT的常见故障及使用寿命进行分析,为后续部件选型提供数据参考和建议。
深圳地铁运营集团有限公司摘要:因IGBT模块具有节能、安装更换方便、散热稳定等特点,已成为轨道交通行业的主流开关器件,地铁列车牵引、辅助系统大多使用英飞凌、三菱、日立品牌的IGBT模块。
本文对牵引系统的控制方式和列车常见IGBT故障情况,对IGBT的常见故障及使用寿命进行分析,为后续部件选型提供数据参考和建议。
关键词:IGBT;牵引系统;常见故障;使用寿命1.引言自20世纪80年代以来,IGBT技术迅猛发展。
IGBT模块作为电能变换的核心部件,具有节能、安装更换方便、散热稳定等特点,已成为轨道交通行业的主流开关器件。
地铁列车牵引、辅助系统大多使用英飞凌、三菱、日立品牌的IGBT模块。
结合牵引系统的控制方式和列车常见IGBT故障情况,对IGBT的常见故障及使用寿命进行分析,为后续部件选型提供数据参考和建议。
2.IGBT概述IGBT(绝缘栅双极型晶体管),是由 BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,如图1所示。
兼有驱动功率小而饱和压降低的优势。
地铁车辆中广泛使用了大功率的IGBT,目前大功率IGBT的主要厂商有英飞凌、三菱、日立、富士、东芝、ABB等,国内大功率IGBT的设计、生产、制造还不成熟,只有部分厂商有IGBT的封装能力,如中国北车永济,而中国南车株洲时代收购了丹尼克斯,具备了生产设计制造能力。
图2.IGBT常见故障图驱动电路的性能是影响IGBT使用寿命的重要因素,在IGBT过压、过流等情况下,驱动电路应快速采取保护措施,否侧IGBT就很可能会损坏。
列车MCM模块中的GDU板为IGBT的驱动电路,GDU配有1个反馈,GDU可将IGBT的状态反馈至DCU/M,DCU/M快速反应,对IGBT采取适当的措施(如软封锁),可有效避免IGBT过压、过流等故障。
一、斩波升压IGBT温度故障原因:1、风道有堵塞情况、风扇变频器控制有问题、风扇问题。
2、变流板到变流子站传输信号回路接线及模块有问题。
3、IGBT功率模块问题、15针驱动线缆问题。
4、变流板问题。
检查步骤:第一步:检查IGBT散热风道是否有塑料薄膜等堵塞现象,在吊装时候有时候可能忘记拆掉塑料薄膜或者没有拆干净,导致散热较差。
第二步:检查变频器设置是否正确,本地控制风扇到满功率状态,确认风扇是否有问题,如果风扇轴承有问题,也会发出较大热量,影响散热,可以感觉风扇振动是否较大来初步判断。
第三步:检查模拟量采集模块及37针模拟量电缆是否有问题。
第四步:IGBT温度超过100°会报此故障,检查IGBT15针驱动线缆是否有问题,如没有问题,可能IGBT本身存在问题,其内部温度传感器损坏,更换IGBT模块。
二、制动单元IGBT过流故障可能原因:1、信号干扰,收到假的IGBT过流信号。
2、制动单元IGBT故障,15针控制线缆故障。
3、制动电阻与制动单元接线问题。
4、变流板故障。
检查步骤:第一步:检查变流板前面板OC chop指示灯是否亮红灯,检查变流板到变流子站信号回路,确定不是干扰误报。
第二步:检查IGBT4是否损坏,测量管压降的时候需要将交流端与制动电阻脱离,否则无法测量。
检查15针控制线缆是否有问题,测量其针引脚,是否接头处有虚接干扰。
第三步:测量制动电阻的阻值,正常为0.9欧姆,检查其接线。
检查整个制动控制主回路的接线。
第四步:检查变流板,更换变流板。
第五步:变流板内部采集信号转换有问题,更换变流板。
三、直流电流过流故障可能原因:1、直流电流设定值偏高。
2、变流板故障。
3、斩波升压IGBT故障。
4、斩波升压IGBT过流、15针驱动线缆问题。
检查步骤:第一步:首先检查IGBT是否有损坏,检查斩波升压IGBT驱动线缆是否有问题。
第二步:由于I_DC随着DC setpoint走,如果电流设定较大,目前程序上限制在1600A,故障文件上的I_DC*5/3为实际值,程序上I_DC在超过1500A持续100ms报故障。
IGBT模块常规测量以及故障维修方法IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,随着节能环保等理念的推进,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广,此类产品在市场上将越来越多见。
入手IGBT模块我们应先对其进行一个常规检测。
那我们应该如何检测呢?我们可以分为以下几个方面:1.判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ挡,用万用表测量时,若某一极与其它两极阻值为无穷大,调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大,则判断此极为栅极(G ),其余两极再用万用表测量,若测得阻值为无穷大,调换表笔后测量阻值较小。
在测量阻值较小的一次中,则判断红表笔接的为集电极(C);黑表笔接的为发射极(E)。
2.判断好坏将万用表拨在R×10KΩ挡,用黑表笔接IGBT的集电极(C),红表笔接IGBT 的发射极(E),此时万用表的指针在零位。
用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C),这时IGBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的方向,并能站住指示在某一位置。
然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E),这时IGBT被阻断,万用表的指针回零。
此时即可判断IGBT是好的。
3.检测注意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。
注意判断IGBT好坏时,一定要将万用表拨在R×10KΩ挡,因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低,检测好坏时不能使IGBT导通,而无法判断IGBT的好坏。
IGBT典型失效现象及分析IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极晶体管,是一种半导体开关装置。
它集成了场效应晶体管(FET)和双极晶体管(BJT)的优点,具有高开关速度、低导通压降和大功率承载能力等特点。
但是,IGBT在使用过程中也会出现一些典型的失效现象。
本文将详细介绍IGBT的典型失效现象及分析。
1.IGBT芯片损坏:IGBT芯片是IGBT模块的核心部件,常见的损坏形式有击穿和烧坏。
击穿通常是由于环境条件恶劣导致芯片绝缘能力下降,或是过高的共模电压和斜率放大有可能导致芯片击穿。
烧坏通常是由于过大的电流或过高的温度造成芯片热量集中,导致芯片局部失效。
2.封装失效:封装是保护和固定芯片的重要部分,常见的失效形式有焊接开裂、引脚断裂等。
焊接开裂通常是由于温度和热应力引起的,过高的温度或瞬态电压冲击都有可能导致焊接开裂。
引脚断裂常常是由于负载过重、振动等原因导致。
3.热失效:IGBT在高功率运行时会产生大量热量,如果散热不良,就会导致热失效。
热失效表现为温度升高,甚至超过允许温度范围,进而导致各种失效。
常见的热失效有端子击穿、胶粘剂老化等。
4.结电流失效:IGBT的结电流是指在截止状态下,由于材料的不完美和杂质的存在,会存在一定的导电通道。
常见的结电流失效有漏电流增大、反向击穿等。
漏电流增大通常是由于材料质量问题、过高的温度或封装故障导致。
反向击穿通常是由于过高的反向电压导致。
5.门电流失效:IGBT的门电流是指在关断状态下,由于材料的不完美和杂质的存在,会存在一定的导电通道。
常见的门电流失效有漏电流增大、误触发等。
漏电流增大通常是由于材料质量问题、过高的温度或封装故障导致。
误触发通常是由于电磁干扰、环境污染等原因导致。
以上是IGBT的典型失效现象及分析。
在使用IGBT时,需要注意环境条件,保证散热良好,避免过高的电压和电流等因素对IGBT造成损坏。
IGBT模块损坏的原因及处理方式IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块是一种功能强大的功率半导体器件,常用于高压和高电流应用中。
但是,由于不当的操作或其他原因,IGBT模块可能会受损。
本文将探讨IGBT模块损坏的原因以及处理方式。
1.电压过高:IGBT模块具有额定电压范围,如果超过这个范围,模块可能会受到电压打击。
这可能是由于电源故障、电网突变或操作错误引起的。
处理方式:检查并确保电源和电网的电压在规定范围内,并采取合适的保护措施,如安装过压保护器或电压稳定器。
2.过电流:当IGBT模块承受超过其额定电流的电流时,可能会引发模块损坏。
这可能是由于过载、短路或其他故障引起的。
处理方式:确保电路中的电流在IGBT模块的额定电流范围内,并采取保护措施,如安装过电流保护器或熔丝。
3.温度过高:IGBT模块通常在高温环境中工作,但如果温度过高,模块的性能可能会受到损害。
这可能是由于不良的散热设计、风扇故障或长时间连续工作导致的。
处理方式:确保散热系统正常运行,并监控IGBT模块的温度,必要时采取降温措施,如增加散热器或风扇。
4.过压或逆变:在逆变器或电机驱动器等应用中,如果反馈回路发生故障或调节不当,可能会导致IGBT模块受到过高的反压或电流。
处理方式:检查反馈回路和控制系统,确保它们正常工作,适当调整参数并采取保护措施,如安装限制反压器或电流保护器。
5.静电损坏:静电电荷可能会引起IGBT模块的瞬态电流,导致模块损坏。
这可能是由于不正确的防静电措施,如不适当的接地或使用未经静电保护的工具等引起的。
处理方式:采取静电保护措施,如穿戴静电耗散衣物、接地和使用防静电工具。
6.其他因素:其他可能导致IGBT模块损坏的因素包括振动、湿度、电磁干扰等。
处理方式:检查并确保设备的可靠性设计,采取必要的防护措施,如安装减震装置、防潮剂或屏蔽设备。
总结起来,IGBT模块损坏的原因多种多样,包括电压过高、过电流、温度过高、过压或逆变、静电损坏以及其他因素。
IGBT失效原因分析IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种高性能功率半导体器件,常用于大功率电子设备中,例如变频器、电动机驱动器等。
IGBT的失效主要有以下几个原因:1.过电流失效:过电流是指IGBT流经的电流超过其额定电流,造成IGBT的损坏。
过电流可能是由于电路设计不合理、电路故障、负载过重等原因引起的。
当过电流发生时,IGBT内部的PN结上会产生高电场,导致局部热失控或击穿,从而引起IGBT失效。
2.过电压失效:过电压是指IGBT承受的电压超过其额定电压,导致IGBT的击穿和损坏。
过电压可能是由于电路中的电压尖峰、噪声等突然变化引起的。
当过电压发生时,IGBT内部的绝缘层可能被击穿,从而导致电流过大,内部元件受到损伤。
3.温度失效:IGBT在工作时会产生热量,如果无法有效散热,温度会升高,从而导致IGBT失效。
温度失效可能是由于设备设计不良、散热系统不完善、环境温度过高等原因引起的。
当IGBT的温度超过其额定温度时,内部材料的热膨胀会导致应力集中或介质损坏,进而引起失效。
4.ESD(静电放电)失效:ESD是指静电在元器件之间放电,引起瞬态过电压,从而对IGBT产生电磁激励。
ESD失效可能是由于静电积累、操作不当等原因引起的。
当ESD电流通过IGBT时,其高电场会导致绝缘击穿或局部热失控,从而引起IGBT的失效。
5.动态电压失效:动态电压失效是指在IGBT的交流开关过程中,由于结构不合理或电磁干扰等原因,造成电压过快增长或振荡幅度过大,导致IGBT失效。
动态电压失效可能是由于电路谐振、电网突变、电容放电等原因引起的。
当动态电压超过IGBT的承受能力时,其PN结的电场分布会失控,从而引起击穿。
为了降低IGBT失效的可能性,可以采取以下措施:1.优化电路设计,确保IGBT的工作条件在额定范围内,避免过电流、过电压等异常情况的发生。
2.加强散热设计,保证IGBT能够有效散热并控制温度在安全范围内。
常见IGBT模块失效情况的分类IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块是一种广泛应用于电力变换器中的高压、高电流功率开关装置。
它由一对PN结二极管和一个MOSFET晶体管组成,通过控制MOSFET的开关来实现功率的调节。
然而,由于IGBT模块长时间工作在高电流、高温等恶劣条件下,容易出现失效现象。
本文将对常见的IGBT模块失效情况进行分类介绍。
第一类:瞬时过电压引起的失效IGBT模块在工作过程中,可能会受到来自其他电源或外部故障引起的瞬时过电压,这会导致IGBT模块失效。
常见的瞬时过电压包括浪涌电流、雷击、绝缘击穿等。
这些过电压会瞬间增大IGBT模块的电压应力,导致击穿或损坏。
第二类:电流过大引起的失效IGBT模块在工作中承受的电流通常较大,但是如果电流超出了模块规定的额定值,就会导致IGBT模块失效。
较大的电流会产生较大的热量,导致模块温度升高,从而降低IGBT的导通能力和击穿电压,进而引起模块失效。
此外,过大的电流还会引起焊点破裂、金属膨胀等问题,导致模块故障。
第三类:过温引起的失效IGBT模块通常工作在高温环境中,如果模块温度超过额定温度,则会导致模块失效。
过高的温度会导致IGBT电压击穿性能下降,漏电流增大,从而形成绝缘击穿和局部烧毁。
此外,模块温度过高还会影响焊点、电介质和封装材料的性能,加速故障的发生。
第四类:电磁干扰引起的失效在电力变换器的应用中,会产生大量高频的电磁干扰。
这些干扰会直接或间接地影响IGBT模块的工作,导致其失效。
常见的电磁干扰包括电感耦合、静电放电、电磁辐射等。
电磁干扰会使IGBT模块的输入电压、电流发生变化,导致模块无法正常工作,甚至引起击穿、损坏等故障。
第五类:过失触发引起的失效IGBT模块需要通过驱动电路来进行触发,如果触发信号不恰当、失效或延时,则会引起IGBT模块的故障。
常见的失误触发包括过小的触发电压、过长的触发脉冲、失误的触发脉冲等。
电磁炉功率管损坏的八大原因随着生活水平的提高,高科技产品也进入我们的生活,给我们的生活带来便利和高效。
相信用过电磁炉的朋友都了解了它的优势,但在电磁炉的维修中,我们也不难发现功率管的损坏占据了相当大的比例。
究其原因,主要有以下几个原因。
原因一:0.3uf/1200v谐振电容,5uf/400v滤波损坏或容量不足在电磁炉的维修中,如果0.3uf谐振电容,5uf滤波电容容量变小,失效或特性不良,将导致电磁炉LC振荡电路频率偏高,从而引起IGBT管的损坏,经查其他电路无异常时,我们必须将这两个电容一起更换。
原因二:IGBT管激励电路异常此外,电磁炉电路异常导致损坏也是原因之一。
振荡电路输出的脉冲信号不能直接控制IGBT管饱和,导通,截止,必须通过激励电路脉冲信号放大来完成,如果激励电路出现问题,高电压就会加到IGBT管的G极,导致IGBT管瞬间击穿,常见为驱动管S8050,S8550连带损坏。
原因三:同步电路异常电磁炉在工作的状态下,出现同步电路异常的情况也会造成其损坏。
同步电路在电磁炉的主要作用是保证加到IGBT管的G极上的开关脉冲前沿与IGBT管上的VCE脉冲后沿同步,当同步电路工作异常时,导致IGBT管瞬间击穿损坏。
原因四:18V工作电压异常在电磁炉中,当18V工作电压异常时会使IGBT管激励电路,风扇散热系统及LM339工作异常,导致IGBT管上电瞬间损坏。
原因五:散热系统异常电磁炉工作在大电流状态下,其发热量大,如果散热系统出现故障会导致IGBT管过热损坏。
原因六:单片机异常单片机内部异常会因工作频率异常而烧毁IGBT管。
原因七:VCE检测电路异常VCE检测电路将IGBT管的集电极上的脉冲电压通过电阻分压,取样获得其取样电压,此电压变化的信息送人CPU,CPU监测该电压的变化,发出各种相应指令,当VCE检测电路异常时,VCE脉冲幅度值超过IGBT的极限值,从而导致IGBT 的损坏原因八:用户锅具变形或锅底凹凸不平在锅底产生的涡流不能均匀的使变形的锅具加热,从而锅底温度传感器检测失常,CPU因检测不到异常的温度而继续加热,导致了IGBT 的损坏。
IGBT故障原因
IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor)是一种高性能功率开关器件,广泛应用于各种功率电子设备中。
它结合了MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和普通双极晶体管的优点,具有高开关频率、低导通电阻、大电流承载能力和高崩溃电压等优势。
然而,由于IGBT通常在高压大电流环境下工作,可能会出现故障。
本文将探讨IGBT故障的可能原因。
首先,IGBT可能会发生过电压故障。
过电压会导致IGBT击穿,使其无法正常开关。
过电压的原因可能包括电源的不稳定、电感回馈、由于电源切换、瞬态电压、电源杂散峰值等。
这些过电压可能会损坏IGBT的栅电极、封装或晶体管结构,导致器件失效。
第二,过温度也是IGBT故障的一个重要原因。
高温会导致IGBT内部结构的热膨胀,进而造成内部扩散层的晶体管结构变形和金属导线断裂。
过温的原因包括过载、长时间高频工作、散热不良等。
此外,如果IGBT 的封装有缺陷,导致散热不良,也会引起过温故障。
第三,脉冲电流和过载可能会导致IGBT故障。
当IGBT经受过大的电流冲击时,可能会发生结构断裂、电极烧蚀、导电层融化等故障。
这种情况通常发生在电流过载、启动电流过大、全相失序等情况下。
第四,电压振荡和共振也可能引起IGBT故障。
当IGBT暴露在高频的电压振荡和共振环境中时,可能会引起其栅电极和封装的损坏。
这种情况通常出现在电路设计不当、电源突然切换等情况下。
第五,电压倒转和漏电会对IGBT造成损害。
电压倒转发生在电源切
换时,如果切换过程中电源的极性反转,会导致IGBT结反偏使其击穿。
此外,漏电可能会引起IGBT封装的损坏,导致结构失效。
第六,静电放电是另一个常见的IGBT故障源。
当IGBT处于无保护状
态下,静电放电可能导致器件损坏。
因此,在操作或维护IGBT时应注意
进行适当的静电防护。
最后,如果IGBT的封装质量不好,可能会导致故障。
封装质量差可
能会导致材料不均匀、接触不良、尺寸不一致等问题,影响IGBT的性能
和可靠性。
综上所述,IGBT故障的原因包括过电压、过温度、脉冲电流和过载、电压振荡和共振、电压倒转和漏电、静电放电以及封装质量等。
了解这些
故障原因有助于在设计、操作和维护中采取相应的措施以减少故障的风险。