【国内标准文件】逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施

•逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。

希望各位高手能为指点一二。

1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。

当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。

IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。

由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。

2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。

由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。

电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,可以很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。

电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。

暂载率100％，重量也才10.5KG。

IGBT失效分析与应对IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率器件，常用于高压、大电流的应用中。

在使用过程中，可能会出现IGBT失效的情况，需要及时分析原因并采取应对措施。

1.过流：IGBT在工作时承受的电流超过了其额定值，会导致过热失效。

2.过压：过高的电压会导致IGBT击穿，发生瞬态过电流，进而导致失效。

3.温度过高：IGBT在工作时会产生热量，如果散热不良，导致温度过高，会加速器件老化，从而失效。

4.瞬态过电压：IGBT在开关状态切换时会产生瞬态过电压，如果保护措施不足，会导致器件失效。

应对IGBT失效的方法主要有以下几个方面：1.选用适当的IGBT：根据具体的应用场景要求，选择适合的IGBT，能够承受所需的电流和电压。

2.合理设计驱动电路：驱动电路的设计要合理，保证IGBT在开关状态切换时的瞬态过电压得到有效的抑制。

3.加强散热措施：采用散热片、风扇等散热装置，保证IGBT的工作温度不超过额定温度。

4.过电流保护：在电路中添加过电流保护装置，当电流超过预设值时，及时切断电路，保护IGBT不受过流损伤。

5.过压保护：在电路中添加过压保护装置，当电压超过预设值时，及时切断电路，保护IGBT不受过压损伤。

6.减少开关频率：降低IGBT的开关频率，减少器件的工作压力，延长器件的使用寿命。

7.充分测试和检测：在使用IGBT之前，应进行充分的测试和检测，保证器件品质合格。

8.定期维护与检查：定期对IGBT进行检查和维护，包括散热装置的清洁、连接端子的紧固等。

总之，IGBT是一种高性能功率器件，在使用中需要注意合理选择和设计，加强保护措施，定期进行维护和检查，以延长器件的使用寿命，确保系统的可靠性和稳定性。

•逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。

希望各位高手能为指点一二。

1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。

当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。

IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。

由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。

2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。

由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。

电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,可以很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。

电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。

暂载率100％，重量也才10.5KG。

如何让逆变焊机修理时不炸管
调压器在修理焊机时可以用低电压来测试驱动波形，避免因驱动波形不正确引起的炸管。

电阻箱是在调试整机规范时必须用的设备。

有了这些能够减少一些炸管的可能，在低压试验正常的条件下，加上高压时有可能因为其他如干扰等原因，还会造成炸管情况，但这样也并不能完全杜绝。

现在修理调脉宽的逆变焊机大部分采用限流和降压两种方法，限流的方法实际上是套用了修开关电源的方法，论坛上也有朋友谈及过，就是在进线中串入较大的灯泡或电阻丝（或大功率线绕电阻），以串灯泡的方法比较直观，如果被修设备中有短路状况，灯泡就会直接发光显示，但因灯泡只有220V电压标准的，所以在修理三相电源输入的焊机中，有严重短路时灯泡会爆炸，不太合适采用，这时候可以用其他方法限流。

用降压的方法也是为了在试验中限制功率，在逐渐升高电压时，一般用观察输出的稳定情况和听取有无异常声音等炸管前的异常征兆，发现失常，立即断电，以减少损失。

对于调频率的可控硅逆变焊机，由于输入电压过低时不能正常工作，又没有线性关系，用调压器试验比较合适。

实际上大部分逆变焊机在修理过程中，都采用断开主电源，只加辅助电源（供控制电路的）的方法来检修，此时可以很安全的检测驱动波形，在排除驱动部分故障的情况下，再在主电源的位置加入低压电源，此时，则可检测环路的工作状况以及焊机的输出是否正常。

此时，已可避免很多炸管的可能性。

在检修疑难故障和必须对焊机控制系统进行重新调整时，就需要负载箱和调压器做如同出厂调整一样的工作。

逆变器IGBT功率模块故障分析与处理措施分析摘要：绝缘栅双极型晶体管功率模块设计，是当前设计逆变器的核心所在，只有充分保障模块运行的可靠性与整体质量，才可以让光伏电站可以稳定安全的运行下去。

在本文的分析中，主要阐述了IGBT的功率模块经常损坏问题，并从运行环境、硬件以及各种影响因素进行分析，为相关领域工作人员提供一定的参考。

关键字：IGBT；光伏电厂；硬件故障引言为了保障IGBT功率模块可以稳定的运行，日常需要工作人员结合实际的故障信息，进行针对性的分析与评估，同时采用准确的处理方式，及时的处理好例如锁定效应、过流运行以及短路超时的常见故障信息，以此全面的推动电力系统的运行稳定性。

1 IGBT功率单元绝缘栅双极型晶体管的设计，采用金氧半场效晶体管进行安装，以及与双极型晶体管进行负荷处理，以此具备着驱动功率小，以及开关速度比较快的特征。

在运行的过程中，也相应的发挥出饱和同时压降低的技术优势。

这样的设备在使用中，需要得到故障的及时处理与把控，以此促进新能源发电厂的稳定运行，带来更多的电力生产效益[1]。

2 IGBT功率模块故障分析2.1 锁定效应IGBT在设计中，由于内部设置了寄生晶体管，以此在规定的漏极电流的范围区间中，正偏电压要避免出现晶体管的导通情况。

在漏极电流的不断增长之后，正偏电压会导致NPN晶体管的开通，以此让NPN与PNP的晶体管始终处于饱满的状态下。

这样的情况，会导致栅极失去了原本的控制状态，并带来一定的IGBT 的锁定的基本效应，后续会引发一定的集电极电流过大，以及带来功耗方面的基本损失[2]。

2.2 长时间过流IGBT的功率模块的长时间运行过程中，经常会受到设备的选型失误问题，或者出现的安全问题的影响。

一旦出现了超出反偏安全工作区域，以及限定当中的电流安全边界的影响。

其次，后续进行针对性的处理中，需要及时的对断器件进行及时的处理，并控制引发功率所带来的一定负面影响。

现阶段进行该项目的处理中，需要结合系统的故障状态，才可以最终判断系统运行效果。

逆变焊机炸管维修技巧：
1、换管：换已炸的场效应管，最好用同型号的拆机管，性能稳定成本低
2、上板检查：发生炸管，往往对应另一侧的管都会烧掉，同时G极电阻也会受到牵连。

最好把上板的每一个元件都检查一遍(也没几个元件)。

电路板有炸黑的地方，清理干净。

3、驱动电路检查：重点检查驱动变压器小板，炸管很多时候与此板有关，故障
多是二极管和稳压管损坏。

因为板上有低阻值的电阻与二极管并联，在路检测较难，需要从上板拆下小板，再拆开电阻来测量。

注意，此板的稳压管各种机型不
一样，多是3.3V或5.1V。

4、试机;更换完损坏的零件，安装好之后，试机
上板先不要接主电源试机，这时应该风扇运转正常，主电源电压常，指示灯、电压表正常。

这时测主电源电压（双电源接220V为例）630V左右。

小板的四个输出电压，直流档测，应该都是2.5V（交流比较难定，不同万用表结果相差很大）。

有条件的，最好用示波器检测。

驱动波形电压正常后，可接主电源，开机。

这时再测量电压，会发现四组驱动电压，两侧会有区别，一侧跟不接时差不多，另一侧变化比较大。

用示波器波形显示，变化一侧带有寄生波形，跟胆机的输出变压器波形极为相似。

是因为变频电路所产的，属正常。

5、仪器使用：A，示波器或焊机要有一方接隔离变压器，B,最好用500型机械万用表（带2500V档，数字在高频下不准容易被主电源击坏）。

IGBT炸的原因变频器中IGBT爆炸原因分析一、IGBT爆炸：因为某些原因，模块的损耗十分巨大，热量散不出去，导致内部温度极高，产生气体，冲破壳体，这就是所谓的IGBT 爆炸。

二．IGBT爆炸原因分析1.爆炸的本质是发热功率超过散热功率，内部原因应该就是过热。

2.人为因素：(1）进线接在出线的端子上（2）变频器接错电源（3）没按要求接负载3.常见原因：（1）过电流：一种是负载短路，另一种是控制电路处逻辑受干扰，导致上下桥臂元件直通。

（2）绝缘的损坏（3）过电压：通常是线路杂散电感在极高的di/dt作用下产生的尖峰电压而造成，解决的办法就是设计高性能吸收回路，降低线路杂散电感。

（4）过热IGBT 不能完全导通，在有电流的情况下元件损耗增大，温度增加导致损坏。

（5）通讯误码率a.通讯一段时间后，突然的错误信息导致IGBT误导通使IGBT爆炸b.通讯板FPGA程序运行不稳定导致IGBT误导通使IGBT爆炸4其他原因（1）电路中过流检测电路反应时间跟不上。

（2）IGBT短路保护是通过检测饱和压降，而留给执行机构的时间一般是10us（8倍过流）在上电的时候容易烧预充电电阻和制动单元里的IGBT（3）工艺问题：铜排校着劲、螺丝拧不紧等。

（4）短时大电流：原因也有很多，比如死区没设置好、主电路过压、吸收电路未做好（5）驱动电源也是个应该特别注意的问题，该隔离加隔离、该滤波加滤波。

（6）电机冲击反馈电压过大导致IGBT爆炸。

但对于充电时爆炸的情况发生的概率不是很大。

（7）电机启动时，输入测电压瞬间跌落，电容放电。

输入测电压恢复后电容充电时的浪涌电流过大致使IGBT爆炸三．IGBT爆炸的案例案例一：变频器上电就炸，故障率大约为5%。

本来怀疑是充电电路的问题，但是这是个老机型，用过很长时间了。

后来发现由于使用了新的工厂，新工厂的配电有问题，电网电压不稳造成的。

案例二：变频器上电炸，故障率大约为2%。

一直找不到原因，后来发现一个奇怪的现象，变频器特别容易在雨天炸。

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。

IGBT终于不炸了！详解逆变H桥IGBT单管驱动保护这几天沉下心来专门给逆变器的后级，也就是大家熟悉的H桥电路换上了IGBT管子，用来深入了解相关的特性。

大家都知道，IGBT单管相当的脆弱，同样电流容量的IGBT单管，比同样电流容量的MOSFET脆弱多了，也就是说，在逆变H桥里头，MOSFET上去没有问题，但是IGBT上去，可能开机带载就炸了。

这一点很多人估计都深有体会。

当时我看到做鱼机的哥们用FGH25N120AND这个，反映很容易就烧了，当时不以为然。

只到我在工作中遇到，一定要使用IGBT的时候，我才发现我错了，当初我非常天真的认为，一个IRFP460,20A/500V的MOSFET，我用个SGH40N60UFD40A/600V的IGBT上去怎么样也不会炸的吧，实际情况却是，带载之后，突然加负载和撤销负载，几次下来就炸了，我以为是电路没有焊接好，然后同样的换上去，照样炸掉，这样白白浪费了好多IGBT。

后来发现一些规律，就是采用峰值电流保护的措施就能让IGBT不会炸，下面我就会将这些东西一起详细的说一说，说的不好请大家见谅，这个帖子会慢慢更新，也希望高手们多多提出意见。

我们将这个问题看出几个部分来解决：1，驱动电路;2，电流采集电流;3，保护机制;一、驱动电路这次采用的IGBT为IXYS的，IXGH48N60B3D1，详细规格书如下：IXGH48N60B3D1驱动电路如下：这是一个非常典型的应用电路，完全可以用于IGBT或者MOSFET，但是也有些不一样的地方。

1，有负压产生电路，2，隔离驱动，3，单独电源供电。

首先我们来总体看看，这个电路没有保护，用在逆变上100%炸，但是我们可以将这个电路的实质摸清楚。

先讲讲重点：1：驱动电阻R2，这个在驱动里头非常重要，图上还有D1配合关闭的时候，让IGBT的CGE快速的放电，实际上看需要，这个D1也可以不要，也可以在D1回路里头串联一个电阻做0FF关闭时候的栅极电阻。

（国内标准）逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施•限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。

希望各位高手能为指点壹二。

1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号壹般取自整流输出端。

当输出电流信号由分流器检出电流和给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。

IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正于导通的过流脉冲。

由于系统存于延迟环节，过流保护时间将延长。

2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。

由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号和正于流过IGBT的电流同步，壹旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。

电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,于实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也能够从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,能够很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断壹种逆变电源的主电路是否可靠,我认为能够从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点于于如何选择匹配.其实用的均是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机于壹家防盗门厂用了九年，每天俩班16个小时于用，标称130A的小机器比当下标称200A的均好用，飞溅极少。

电焊条均能够烧到4mm的，空载电压才48V而已。