变频电源维修之IGBT故障原因分析

变频电源维修之IGBT故障原因分析

IGBT是什么？以及IGBT的工作原理我们在上一次已经讲过了，我们在上首先我们来分析一下变频电源的IGBT烧掉的几种原因：一般IGBT烧掉的也有两三种情况：

第一种是因为超负载电压而烧掉，避免过电压损坏办法有优化主电路的工艺构造，经过减少大电流回路的途径来减小线路寄生电感；适当添加IGBT驱动电阻RG使开关速度减慢（但开关损耗也添加了）；设计缓冲电路，对尖峰电压停止抑制。用于缓冲电路中的二极管必需是快恢复二极管，电容必需是高频、损耗小、频率特性好的薄膜电容。这样才干获得好的吸收效果。

IGBT的VGE的保证值爲±20V，加到IGBT上的VGE若超出保证值，将会招致IGBT损坏，因此在栅极—发射极之间的电压不能超出保证值，此外，在栅极—发射极问开路时，若在集电极—发射极间加上电压，随着集电极电位的变化，由于有漏电流流过，栅极电位降低，集电极则有电流流过。假如此时在集电极—发射集间处于高电压形态时，能够使芯片发热而损坏。在使用中假如IGBT栅极回路处于开路形态，若在主回路上加上电压，也将招致IGBT损坏，爲避免这类损坏状况发作，应在IGBT的栅极、发射极之直接一只lOkΩ左右的阻。

由于IGBT的输出端爲MOSFET构造，IGBT的栅极经过一层氧化膜与发射极完成电隔离。由于此氧化膜很薄，其击穿电压普通在20-30V之间。因而因静电而招致栅极击穿也是IGBT生效的罕见缘由之一。爲避免因静电要素形成IGBT损坏，在IGBT使用中应留意以下几点：

首先需要注意的是在测试或装置装配IGBT时，手持IGBT组件时，勿触摸IGBT驱动端子局部。当必需要触摸IGBT端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地停止放电后，再触摸。然后就是在制造变频电源的过程当中，在用导电资料衔接驱动端子时，在配线未布好之前不要接上IGBT端子。最好是IGBT拆出来后就加上防护泡沫，在接线的时候再拿掉。同时为了避免给IGBT带来不必要的损坏，尽量在底板良好接地的状况下操作；然后在在焊接作业时，焊机与焊槽之间的漏泄容易发生静电压，爲了避免静电的发生，应将焊机处于良好的接地形态下。

在使用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超越栅极最大额外电压，但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极问的电容耦合，也会发生使氧化层损坏的振荡电压。爲此，通常采用双绞线来传送驱动信号，以增加寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。

第二种损坏IGBT的原因是，温度太高而烧掉；解决办法：可以把负载隆低运行，把散热器加大或者更换好的散热片，涂敷导热胶，强迫风扇冷却，设置过温度维护等办法来处理过热损坏成绩。在装置或改换IGBT时，应非常注重IGBT与散热片的接触面形态和旋紧水平。爲了增加接触热阻，最好在散热器与IGBT间涂抹导热硅脂。普通散热片底部装置有散热风扇，当散热风扇损坏或散热片散热不良时将招致IGBT发热，而发作毛病。因而对散热风扇应活期停止反省，普通在散热片上接近IGBT的中央装置有温度感应器，当温渡过高时将报警或中止IGBT任务。

第三种损坏IGBT的原因是因为电源太高而烧掉，解决办法：爲了防止IGBT发作锁定效应而损坏，在电路设计中应保证IGBT的最大任务电流应不超越IGBT的IDM值，同时留意可适当加大驱动电阻RG的方法延伸关断工夫，减小IGBT的di/dt。驱动电压的大小也会影响IGBT的锁定效应，驱动电压低，接受过电流工夫长，IGBT必需加负偏压，IGBT消费厂商普通引荐加－5V左右的反偏电压。在有负偏压状况下，驱动正电压在10~15V之间，IGBT发射极的电流可在5~10μs内超越额外电流的4~10倍，所以IGBT必需设有驱动负偏压。由于负载冲击特性各不相反，且供电的设备能够发作电源短路毛病，所以在设计中采取限流措施对IGBT的电流限制也是必需的，可思索采用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，它们可对IGBT的集电极电压停止检测，假如IGBT发作过电流，外部电路封闭驱动信号。这种方法有时还是不能维护IGBT，依据IR公司的材料，IR公司引荐的短路维护办法是：首先检测通态压降VCE，假如VCE超越设定值，维护电路马上将驱动电压降爲8V，于是IGBT由饱和形态转入缩小区，通态电阻增大，短路电流下降，经过4μs延续检测通态压降VCE，假如正常，将驱动电压恢复正常，假如未恢复，将驱动信号封闭，使集电极电流减爲零，这样可完成短路电流软关断，可以避色疾速关断形成过大的di/dt损坏IGBT，另外依据最新三菱公司IGBT材料，三菱推出的F系列IGBT的均内含过流限流电路（RTC电路），如图1所示，当发作过电流，10μs内将IGBT的驱动电压减爲9V，配合M57160AL厚膜驱动电路可以疾速软关断维护IGBT。在逆变桥的同臂支路两个驱动信号必需是互锁的，而且应该设置死区工夫（即共同不导通工夫）。

变频电源的IGBT是个功能性很强的部件，同时也是很脆弱的，热不得冷不得，哈哈。静电都能把烧掉他，所以在安装制作变频电源的时候，或者是维修变频电源IGBT的时候，一定注意小心保护好IGBT，在做之前要先洗手，带静电环操作。好了，关于IGBT的故障也就大致说完了。稍微总结一下：IGBT的故障原因大概分三种，分别是过压，过流，过高温的时候容易烧掉，解决办法呢？不好意思，没有解决办法，只能换，因为我们使用的IGBT模块都是封装好的，没有地方给你修，如果变频电源有故障最好的办法还是直接找厂家。

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