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IGBT模塊的原理和測量及判斷

日期:2025-12-07 22:44
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摘要:
IGBT模塊的原理和量測及判斷 
      在拆機前,可對模塊的好壞進行大致的量測,來進行初步的判斷。以上圖為例:4、5、6端子即為變頻器的U、V、W輸出端,22、24分別為變頻器內部直流主電路的P(+)端和N(-)端。找到這5個端子后,用數字或指針式萬用表都可以量測了。U、V、W三端子都對P、N端子有正、反向電阻。在IGBT管子正常的情況下,管子C、E之間電阻是無窮大的。只能測出管子上并聯的6只二極管的正、反向電阻。如果把4、5、6端子看成三相交流輸入端的話,六只二極管相當于一個三相整流橋電路,用量測和判斷三相整流橋的方法就可以了。
一、在線量測:
1、量測這個“三相整流橋”不正常了,則為模塊損壞了;
2、量測這個“三相整流橋”是正常的,還不能確定模塊就是好的。應打開變頻器的主電路板,進行進一步的量測和驗定。即量測觸發端子及內電路是否正常。因觸發端子上往往并聯了10k(大功率機型并聯3k)左右的電阻,所以觸發端子的正反向在線在阻都應為所并聯電阻的阻值。這6個觸發端子的阻值都應是一樣的。如某一路觸發端子有了正反向電阻的差異,或是有電阻變小的現象,排除驅動電路的故障后,則是此模塊已損壞了。
3、觸發端子的電阻量測也正常了,一般情況下認為模塊基本上是好的。但此時宣布模塊絕無問題,似乎尚為時過早。見后敘。
二、脫機量測:
1、此法常用于大功率單、雙模塊和新購進集成式模塊的的量測。
將單、雙管模塊脫開電路后(或為新購進的模塊),可采用量測場效應管子(MOSFET)方法來測試了。MOSFET的柵陰極間有一個結電容的存在,故由此決定了極高的輸入阻抗和電荷保持功能。可利用此一特點有效地檢測IGBT管子的好壞。
方法是:將指針式萬用表打到x10k檔,黑表接C極,紅表筆接E極,此時所量測電阻值近乎無窮大;搭好表筆不動,用手指將C極與G極碰一下并拿開,指示由無窮大阻值降為200k左右;過幾十秒鐘甚至于更長一點的時間,再測一下C、E間電阻(仍是黑表筆接C極),仍能保護200k左右的電阻不變;搭好表筆不動,用手指短接一下G、E極,C、E極之間的電阻又重新變為接近無窮大。
(當然,E極搭黑筆,C極搭紅筆,是一只二極管的正向電阻的阻值了。如呈開路狀態,說明IGBT管子也是壞的了。以下將此一量測過程略去。)
實際上,用手指碰一下C、G,是給柵、陰結電容充電,拿開手指后,因此電容無放電回路,故電容上的電荷能保持一段時間。此電容上的充電電壓,為正向激勵電壓,使IGBT管子出現微導通,C、E之間的電阻減小;**次用手指短接G、E時,提供了電容的放電通路,隨著電荷的泄放,IGBT的激勵電壓消失,管子變為截止,C、E之間的電阻又趨于無窮大。
手指相當于一只阻值為kΩ級的電阻,提供柵陰極結電容充、放電的通路;因IGBT管子的導通需較高的正向激勵電壓(10V以上),所以用萬表的x10k檔,此檔位內部電池供電為9V或12V,以滿足IGBT管子激勵電壓的幅度。
      對觸發端子的量測,還可以配合電容表測其容量,以增加判斷的準確度。往往功率容量大的模塊,兩端子間的電容值也稍大。

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