Un consejo para juzgar la condición del módulo IGBT

Hay algunas situaciones en el trabajo: el módulo IGBT dañado debe analizar la causa de la falla, o el módulo con buena apariencia debe juzgar si hay alguna anomalía. En ausencia de equipo especializado, los multímetros digitales pueden usarse como una herramienta común para ayudarnos a identificar rápidamente los IGBT. En este momento, generalmente se utilizan el archivo de diodo, el archivo de resistencia y el archivo de capacitancia del multímetro. Vale la pena señalar que los datos de prueba del multímetro no son universales y solo se pueden usar como referencia.

Estructura del módulo

Tome como ejemplo el módulo IGBT de paquete común de 62 mm. La parte interna está compuesta por un chip IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), un chip FWD (diodo de rueda libre), un cable de unión, etc. Algunos módulos de alta corriente deben combinarse con varios conjuntos de chips. La Figura 1 es un módulo 400A del fabricante:

Módulo 400A del fabricante

Su conexión eléctrica se muestra en la Figura 3. Los puentes superior e inferior del módulo tienen 4 conjuntos de chips IGBT y FWD conectados en paralelo a través de la línea de unión. El símbolo eléctrico equivalente se muestra en la Figura 4:

Conexión eléctrica

El símbolo eléctrico equivalente

Métodos de medición

1. Archivo de diodo

Con el archivo de diodo, se puede medir la caída de tensión directa VF del diodo de rueda libre. Cortocircuite el emisor de puerta, conecte el emisor con el bolígrafo rojo del multímetro, el bolígrafo negro está conectado al colector y el VF del módulo normal será de alrededor de 0,3 ~ 0,7 V. Si el VF es demasiado grande, el chip FWD o el cable de unión se desconectarán. Se produce un cortocircuito en el chip FWD o IGBT.

El tamaño de VF está relacionado con el IF de corriente directa. Como se muestra en la figura a continuación, existen algunas diferencias en la resistencia y el voltaje en el circuito de prueba de diferentes multímetros, lo que resultará en la diferencia de los resultados de la medición. Por lo tanto, este valor de prueba no se puede comparar con otros valores de prueba de multímetro. No puede representar los datos en la hoja de datos. Este valor de prueba no tiene otro significado. Solo se puede usar para determinar si el chip FWD es bueno o malo.

Control de FV

2. Archivo de resistencia

(1) Mida la resistencia entre el colector y el emisor de cada tubo IGBT en el módulo, corte la puerta-emisor, la pluma roja del multímetro está conectada al colector, el medidor negro está conectado al emisor , y el valor normal de resistencia del módulo generalmente está por encima del nivel de megaohmios.

(2) Mida la resistencia entre la puerta-emisor (puerta-colector) de cada tubo IGBT en el módulo. Los cables de prueba rojo y negro del multímetro están conectados a la puerta y el emisor (puerta y colector) respectivamente, y el módulo normal también muestra alta impedancia. Cuando se conecta una placa de controlador al módulo, la resistencia del emisor de puerta es igual a la resistencia de purga, normalmente varios miles de ohmios.

Debido al rango de medición del multímetro, algunos de ellos no pueden mostrar valores válidos para las mediciones de alta resistencia anteriores. Por supuesto, cuando el valor de prueba es de alta impedancia, no representa completamente que el módulo sea normal. El método de operación anterior tiene cierto efecto en la determinación del módulo fallido, pero la tasa de éxito no es muy alta y también se requiere el resultado de la medición de capacitancia.

3. Archivo de condensador

El equipo de medición del multímetro se ajusta al archivo del condensador, el bolígrafo rojo está conectado a la puerta, el bolígrafo negro está conectado al emisor y se mide la capacitancia interna entre la puerta y el emisor del IGBT en el módulo , se registran los datos de medición y luego se reemplaza la pluma de prueba, es decir, negra. El bolígrafo medidor está conectado a la puerta, el bolígrafo rojo está conectado al emisor y se registran los datos medidos. La capacitancia del módulo varía desde unos pocos nF hasta varias decenas de nF. Finalmente, los datos se comparan con otros chips IGBT en el módulo medidos por el multímetro o los datos de medición del mismo fabricante y el mismo tipo de módulo, y los valores deben ser iguales o similares.

Solo se recomienda medir la capacitancia entre la puerta y el emisor durante la medición. El Cies en el chip IGBT es el más grande, Cres y Coes son mucho más pequeños que Cies, vea las Figuras 6 y 7, y la precisión del multímetro para la prueba de capacitancia es limitada.

Además:

(1) Similar a la caída de tensión directa VF, el valor de prueba aquí es diferente de las condiciones de prueba del valor de prueba en la hoja de datos y solo se puede usar como referencia de comparación.

(2) Si la placa del controlador está conectada al módulo, afectará el resultado de la medición de capacitancia y debe retirarse primero.

La precisión del multímetro para la prueba de capacitancia es limitada

Resumen

El resumen simple del multímetro digital para determinar la calidad IGBT es el siguiente:

Nota: 

1. El método anterior se utiliza como método de discriminación preliminar y un análisis más preciso requiere instrumentos especiales.

2. No toque los electrodos del módulo durante el proceso de medición para evitar daños electrostáticos o interferir con el análisis posterior del módulo defectuoso.