Hoe geïsoleerde bipolaire transistors (IGBT) te onderhouden

Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT's) zijn samengestelde vermogenshalfgeleiderapparaten voor schakelen met hoge spanning, hoge stroom en hoge- frequentie. Ze worden veel gebruikt in systemen zoals nieuwe energievoertuigen, omvormers en fotovoltaïsche omvormers.

 

Veel voorkomende faaloorzaken van IGBT's
Volgens gezaghebbende bronnen worden IGBT-storingen voornamelijk veroorzaakt door de volgende factoren:

Elektrische spanning (ongeveer 48%): overspanning, overstroom, abnormale poortaandrijving.
Thermische spanning (ongeveer 32%): slechte warmteafvoer waardoor de junctietemperatuur de limieten overschrijdt.
Elektrostatische ontlading (ESD): de poortoxidelaag is extreem dun (0,1–0,2 μm) en wordt gemakkelijk beschadigd door statische elektriciteit.
Mechanische spanning: slecht lassen of trillingen waardoor pinbreuk of slecht contact ontstaat.

 

Belangrijke onderhoudsmaatregelen voor IGBT's
ESD-bescherming
Vóór gebruik: draag een anti-statische polsband en zorg ervoor dat de werkbank geaard is.
Opslag en transport: sluit-de drie elektroden van de IGBT kort en plaats deze in een afgeschermde metalen doos.
Tijdens het solderen: zorg ervoor dat de soldeerbout goed-geaard is en schakel hem indien nodig uit tijdens het solderen; vermijd het rechtstreeks aanraken van de driverterminals.

 

Onderhoud stuurprogrammacircuit
Parallelle weerstand tussen poort en emitter: doorgaans een weerstand van 10 kΩ–100 kΩ om onbedoelde inschakeling- te voorkomen wanneer de poort open is.

Gebruik twisted pair-draden om aandrijfsignalen over te brengen om parasitaire inductie en oscillatie te verminderen.

Seriepoortweerstand (bijv. 10–47Ω) om hoogfrequente oscillaties te onderdrukken.
Zorg ervoor dat de aandrijfspanning binnen ±20V ligt om te voorkomen dat de poortspanning wordt overschreden.

 

Overspannings- en overstroombeveiliging
Voeg buffercircuits toe (zoals RCD-snubbercircuits) om spanningspieken tijdens het -uitschakelen te onderdrukken.
Overstroomdetectie instellen: kan worden bereikt door VCE(sat) te monitoren of een stroomtransformator te gebruiken.
Redelijk derating-ontwerp: kies apparaten met voldoende spanning/stroommarge.

 

Thermisch beheer
Zorg voor een goed thermisch contact van het koellichaam: gebruik thermisch vet en het montagekoppel voldoet aan de specificaties.
Installeer temperatuurrelais of thermistors om de junctietemperatuur in realtime te bewaken, waarbij het hoofdcircuit automatisch wordt uitgeschakeld als er oververhitting optreedt.
Maak het koellichaam regelmatig schoon om een ​​goede ventilatie te garanderen.

 

Regelmatige inspectie en testen
Statisch testen: meet C-E en G-E met een multimeter nadat de stroom is uitgeschakeld, om te controleren op kortsluiting of open circuits.
Dynamisch testen: observeer de golfvorm van de poortaandrijving met een oscilloscoop wanneer deze is ingeschakeld, waarbij wordt bevestigd dat er geen oscillatie is en dat er normale stijg-/daltijden zijn.
Infraroodtemperatuurmeting: controleer of de IGBT-oppervlaktetemperatuur abnormaal is.