Un suggerimento per giudicare le condizioni del modulo IGBT

Ci sono alcune situazioni nel lavoro: il modulo IGBT danneggiato dovrebbe analizzare la causa del guasto, oppure il modulo con un bell'aspetto dovrebbe giudicare se c'è qualche anomalia. In assenza di apparecchiature specializzate, i multimetri digitali possono essere utilizzati come strumento comune per aiutarci a identificare rapidamente gli IGBT. In questo momento vengono generalmente utilizzati il file del diodo, il file della resistenza e il file della capacità del multimetro. Vale la pena notare che i dati di test del multimetro non sono universali e possono essere utilizzati solo come riferimento.

Struttura del modulo

Prendiamo come esempio il comune modulo IGBT in package da 62 mm. La parte interna è composta da chip IGBT (transistor bipolare a gate isolato), chip FWD (diodo a ruota libera), filo di collegamento, ecc. Alcuni moduli ad alta corrente devono essere combinati da più set di chip. La Figura 1 è il modulo da 400 A del produttore:

Modulo da 400 A del produttore

Il suo collegamento elettrico è mostrato nella Figura 3. I ponti superiore e inferiore del modulo hanno 4 set di chip IGBT e FWD collegati in parallelo attraverso la linea di collegamento. Il simbolo elettrico equivalente è mostrato nella Figura 4:

Connessione elettrica

Il simbolo elettrico equivalente

Metodi di misurazione

1. File di diodi

Con il file diodo è possibile misurare la caduta di tensione diretta VF del diodo a ricircolo. Cortocircuitare il gate-emettitore, collegare l'emettitore con la penna rossa del multimetro, la penna nera è collegata al collettore e il modulo normale VF sarà di circa 0,3~0,7V. Se la VF è troppo grande, il chip FWD o il filo di collegamento verranno disconnessi. Si verifica un cortocircuito nel chip FWD o IGBT.

La dimensione di VF è correlata alla corrente diretta IF. Come mostrato nella figura seguente, ci sono alcune differenze nella resistenza e nella tensione nel circuito di prova dei diversi multimetri, che si tradurranno in una differenza nei risultati della misurazione. Pertanto, questo valore di test non può essere confrontato con altri valori di test del multimetro. Non può rappresentare i dati nella scheda tecnica. Questo valore di prova non ha altro significato. Può essere utilizzato solo per determinare se il chip FWD è buono o cattivo.

Controllo della VF

2. Fascicolo della resistenza

(1) Misurare la resistenza tra il collettore e l'emettitore di ciascun tubo IGBT nel modulo, cortocircuitare il gate-emettitore, la penna rossa del multimetro è collegata al collettore, il misuratore nero è collegato all'emettitore e il valore normale della resistenza del modulo è generalmente superiore al livello del megaohm.

(2) Misurare la resistenza tra gate-emettitore (gate-collector) di ciascun tubo IGBT nel modulo. I puntali rosso e nero del multimetro sono collegati rispettivamente al gate e all'emettitore (gate e collettore) e anche il modulo normale mostra un'alta impedenza. Quando una scheda driver è collegata al modulo, la resistenza gate-emettitore è uguale alla resistenza di dispersione, in genere diverse migliaia di ohm.

A causa del campo di misurazione del multimetro, alcuni multimetri non possono visualizzare valori validi per le misurazioni dell'alta resistenza di cui sopra. Naturalmente, quando il valore del test è ad alta impedenza, ciò non indica completamente che il modulo sia normale. Il metodo operativo sopra descritto ha un certo effetto sulla determinazione del modulo guasto, ma la percentuale di successo non è molto elevata ed è richiesto anche il risultato della misurazione della capacità.

3. File del condensatore

L'attrezzatura di misurazione del multimetro viene adattata al file del condensatore, la penna rossa è collegata al gate, la penna nera è collegata all'emettitore e viene misurata la capacità interna tra il gate e l'emettitore dell'IGBT nel modulo, la misurazione i dati vengono registrati, quindi la penna di prova viene sostituita, cioè nera. La penna del misuratore è collegata al cancello, la penna rossa è collegata all'emettitore e i dati misurati vengono registrati. La capacità del modulo varia da pochi nF a diverse decine di nF. Infine, i dati vengono confrontati con altri chip IGBT nel modulo misurati dal multimetro o con i dati di misurazione dello stesso produttore e dello stesso tipo di modulo e i valori dovrebbero essere uguali o simili.

Si consiglia di misurare solo la capacità tra il gate e l'emettitore durante la misurazione. Il Cies nel chip IGBT è il più grande, Cres e Coes sono molto più piccoli dei Cies, vedere le Figure 6 e 7, e la precisione del multimetro per il test della capacità è limitata.

Inoltre:

(1) Analogamente alla caduta di tensione diretta VF, il valore di prova qui è diverso dalle condizioni di prova del valore di prova nella scheda tecnica e può essere utilizzato solo come riferimento di confronto.

(2) Se la scheda driver è collegata al modulo, influenzerà il risultato della misurazione della capacità e dovrà essere rimossa prima.

La precisione del multimetro per il test della capacità è limitata

Riepilogo

Il semplice riassunto del multimetro digitale per determinare la qualità IGBT è il seguente:

Nota:

1. Il metodo di cui sopra viene utilizzato come metodo discriminante preliminare e un'analisi più accurata richiede strumenti speciali.

2. Non toccare gli elettrodi del modulo durante il processo di misurazione per evitare danni elettrostatici o interferire con ulteriori analisi del modulo guasto.