IGBT 失效場合、機理、原因與IGBT功率器件清洗
IGBT(Insulated GateBipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由(Bipolar Junction Transistor,BJT)雙極型三極管和絕緣柵型場效應管(Metal Oxide Semiconductor,MOS)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管(Giant Transistor,GTR)的低導通壓降兩方面的優點。
GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。
IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。但仍無法抵抗來自外界的干擾和自身系統引起的各種失效問題。
IGBT 失效場合、機理、原因
一、IGBT失效場合:
來自系統內部: 如電力系統分布的雜散電感、電機感應電動勢、負載突變都會引起過電壓和過電流;
來自系統外部: 如電網波動、電力線感應、浪涌等。
歸根結底,IGBT失效主要是由集電極和發射極的過壓/過流和柵極的過壓/過流引起。
二、IGBT失效機理:
IGBT由于上述原因發生短路,將產生很大的瞬態電流——在關斷時電流變化率di/dt過大。漏感及引線電感的存在,將導致IGBT集電極過電壓,而在器件內部產生擎住效應,使IGBT鎖定失效。同時,較高的過電壓會使IGBT擊穿。IGBT由于上述原因進入放大區,使管子開關損耗增大。
三、IGBT傳統防失效機理:
盡量減少主電路的布線電感量和電容量,以此來減小關斷過電壓;在集電極和發射極之間,放置續流二極管,并接RC電路和RCD電路等;在柵極,根據電路容量合理選擇串接阻抗,并接穩壓二極管防止柵極過電壓。
四、引起IGBT失效的原因:
1、電容失效或漏電:
從而引起IGBT損壞。經檢查其他元件無問題的時候 ,更換0.3UF和400V電容。
2、IGBT管激勵電路異常:
震蕩電路輸出的脈沖信號,不能直接控制IGBT飽和,導通和截止,必須通過激勵脈沖信號放大來完成。
3、同步電路異常:
同步電路的主要作用是保證加到IGBT管G級上的開關脈沖前沿與IGBT管上VCE脈沖后延同步當同步電路工作出現異樣,導致IGBT管瞬間擊穿。
4、工作電壓異常:
電壓出現異常時,會使IGBT管激勵電路,風扇散熱系統及LM339工作失常導致IGBT上電瞬間損壞。
5、散熱系統異常:
在大電流狀態下其發熱量也大,如果散熱系統出現異常,會導致IGBT過熱損壞。
6、單片機異常:
單片機內部會因為工作頻率異常而燒毀IGBT。
7、VCE檢測電路異常:
VCE檢測將IGBT管集電極上的脈沖電壓通過,電阻分壓,此電壓的信息變化傳到CPU,做出各種相應的指令。當VCE檢測電路出現故障的時候,VEC脈沖幅度。超過IGBT管的極限值,從而導致IGBT損壞。
五、IGBT功率器件清洗
IGBT功率器件清洗
為應對能源危機和生態環境惡化等問題,世界各國均在大力發展新能源汽車、高壓直流輸電等新興應用,促進了大功率電力電子變流裝置的廣泛應用。大功率變流裝置的可靠性對這些應用而言十分重要。裝置的可靠性與其核心器件IGBT密切相關。
目前,大量的IGBT仍在采用傳統的正溴丙烷等溶劑清洗清洗,隨著對環保的管控和對產品可靠性的要求不斷提高,原有的傳統溶劑清洗已不能滿足IGBT清洗。對此,合明提出新型的IGBT清洗方案。
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