IGBT Modülünün Durumunu Değerlendirmek İçin Bir İpucu

Çalışma sırasında bazı durumlar vardır: Hasarlı IGBT modülü arızanın nedenini analiz etmeli veya iyi görünüme sahip modül herhangi bir anormallik olup olmadığına karar vermelidir. Özel ekipmanın bulunmadığı durumlarda dijital multimetreler, IGBT'leri hızlı bir şekilde tanımlamamıza yardımcı olacak ortak bir araç olarak kullanılabilir. Şu anda genellikle multimetrenin diyot dosyası, direnç dosyası ve kapasitans dosyası kullanılmaktadır. Multimetrenin test verilerinin evrensel olmadığını ve yalnızca referans olarak kullanılabileceğini belirtmekte fayda var.

Modül yapısı

Örnek olarak yaygın 62mm paket IGBT modülünü ele alalım. İç kısım IGBT (yalıtımlı geçit bipolar transistör) çipi, FWD (serbest diyot) çipi, bağlantı teli vb.'den oluşur. Bazı yüksek akım modüllerinin birden fazla çip seti ile birleştirilmesi gerekir. Şekil 1, üreticinin 400A modülüdür:

Üreticinin 400A modülü

Elektrik bağlantısı Şekil 3'te gösterilmektedir. Modülün üst ve alt köprülerinde, bağlantı hattı üzerinden paralel olarak bağlanan 4 set IGBT ve FWD çipi bulunur. Eşdeğer elektrik sembolü Şekil 4'te gösterilmektedir:

Elektrik bağlantısı

Eşdeğer elektrik sembolü

Ölçüm yöntemleri

1. Diyot dosyası

Diyot dosyası ile serbest diyotun ileri gerilim düşüşü VF ölçülebilir. Geçit vericiyi kısa devre yapın, vericiyi multimetre kırmızı kalemiyle bağlayın, siyah kalem toplayıcıya bağlanır ve normal VF modülü 0,3~0,7V civarında olacaktır. VF çok büyükse FWD çipi veya bağlama telinin bağlantısı kesilecektir. FWD veya IGBT çipinde kısa devre meydana geldi.

VF'nin boyutu ileri akım IF ile ilişkilidir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, farklı multimetrelerin test devresindeki direnç ve voltajda bazı farklılıklar vardır ve bu da ölçüm sonuçlarının farklı olmasına neden olur. Bu nedenle bu test değeri diğer multimetre test değerleriyle karşılaştırılamaz. Veri sayfasındaki verileri temsil edemez. Bu test değerinin başka bir anlamı yoktur. Yalnızca FWD çipinin iyi mi yoksa kötü mü olduğunu belirlemek için kullanılabilir.

VF kontrolü

2. Direnç dosyası

(1) Modüldeki her bir IGBT tüpünün kolektörü ve emitörü arasındaki direnci ölçün, kapı emitörünü kısa devre yapın, multimetrenin kırmızı kalemi kolektöre, siyah sayaç emitöre bağlanır ve normal modül direnç değeri genellikle megaohm seviyesinin üzerindedir. 

(2) Modüldeki her bir IGBT tüpünün kapı-yayıcı (geçit-kolektör) arasındaki direnci ölçün. Multimetrenin kırmızı ve siyah test uçları sırasıyla kapıya ve vericiye (geçit ve toplayıcı) bağlanır ve normal modül de yüksek empedans gösterir. Modüle bir sürücü kartı bağlandığında, geçit yayıcı direnci hava alma direncine eşittir, genellikle birkaç bin ohm'dur.

Multimetrenin ölçüm aralığı nedeniyle bazı multimetreler yukarıdaki yüksek direnç ölçümleri için geçerli değerleri gösteremez. Elbette test değerinin yüksek empedans olması modülün normal olduğunu tam olarak göstermez. Yukarıdaki çalışma yönteminin, arızalı modülün belirlenmesinde belirli bir etkisi vardır, ancak başarı oranı çok yüksek değildir ve kapasitans ölçüm sonucu da gereklidir.

3. Kapasitör dosyası

Multimetre ölçüm dişlisi kapasitör dosyasına ayarlanır, kırmızı kalem kapıya, siyah kalem emitöre bağlanır ve modüldeki IGBT'nin kapı ile emitör arasındaki iç kapasitansı ölçülür. , ölçüm verileri kaydedilir ve ardından test kalemi değiştirilir, yani siyahtır. Sayaç kalemi geçide bağlanır, kırmızı kalem yayıcıya bağlanır ve ölçülen veriler kaydedilir. Modülün kapasitansı birkaç nF'den birkaç on nF'ye kadar değişir. Son olarak veriler, multimetre ile ölçülen modüldeki diğer IGBT çipleriyle veya aynı üretici ve aynı tip modüle ait ölçüm verileriyle karşılaştırılır ve değerlerin aynı veya benzer olması gerekir.

Ölçüm sırasında yalnızca kapı ile emitör arasındaki kapasitansın ölçülmesi önerilir. IGBT çipindeki Cies en büyüğüdür; Cres ve Coes, Cies'ten çok daha küçüktür; bkz. Şekil 6 ve 7 ve kapasitans testi için multimetrenin doğruluğu sınırlıdır.

Ayrıca:

(1) İleri gerilim düşüşüne (VF) benzer şekilde, buradaki test değeri, veri sayfasındaki test değeri test koşullarından farklıdır ve yalnızca karşılaştırma referansı olarak kullanılabilir.

(2) Sürücü kartı modüle bağlıysa, kapasitans ölçüm sonucunu etkileyecektir ve öncelikle çıkarılması gerekir.

Kapasitans testi için multimetrenin doğruluğu sınırlıdır

Özet

IGBT kalitesini belirlemek için kullanılan dijital multimetrenin basit özeti aşağıdaki gibidir:

Olumsuz:

1. Yukarıdaki yöntem bir ön ayrım yöntemi olarak kullanılır ve daha doğru analiz için özel araçlar gerekir.

2. Elektrostatik hasarı önlemek veya arızalı modülün daha ayrıntılı analizine müdahale etmek için ölçüm işlemi sırasında modül elektrotlarına dokunmayın.