Как проверить igbt транзистор мультиметром не выпаивая

Оглавление: Как проверить полевой транзистор мультиметром? Отличительной конструктивной особенностью полевых транзисторов является изолированный затвор вывод, аналогичный базе у биполярных транзисторов , также у MOSFET имеются выводы сток и исток, аналоги коллектора и эмиттера у биполярных. Существует и ещё более современный тип IGBT, в русской транскрипции БТИЗ биполярный транзистор с изолированным затвором , гибридный тип, где МОП МДП транзистор с переходом n-типа управляет базой биполярного, и это позволяет использовать преимущества обоих типов : быстродействие, почти как у полевых, и большой электрический ток через биполярный при очень малом падении напряжения на нём при открытом затворе, при очень большом напряжении пробоя и большом входном сопротивлении. Полевики находят широкое применение в современной жизни, а если говорить о чисто бытовом уровне, то это всевозможные блоки питания и регуляторы напряжения от компьютерного железа и всевозможных электронных гаджетов до других, более простых, бытовых приборов — стиральных , посудомоечных машин , миксеров, кофемолок, пылесосов, различных осветителей и другого вспомогательного оборудования.

Само собой, что-то из всего этого разнообразия иногда выходит из строя и появляется необходимость выявления конкретной неисправности.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Как проверить мультиметром
• Особенности проверки транзистора мультиметром без выпаивания
• Схема проверки igbt транзисторов
• Как проверить полевой МОП (Mosfet) — транзистор цифровым мультиметром
• Как проверить полевой транзистор мультиметром, проверка мосфет
• Как проверить транзистор мультиметром

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простой метод проверки исправности полевого .

..

Как проверить мультиметром

Оглавление: Как проверить полевой транзистор мультиметром? Отличительной конструктивной особенностью полевых транзисторов является изолированный затвор вывод, аналогичный базе у биполярных транзисторов , также у MOSFET имеются выводы сток и исток, аналоги коллектора и эмиттера у биполярных.

Существует и ещё более современный тип IGBT, в русской транскрипции БТИЗ биполярный транзистор с изолированным затвором , гибридный тип, где МОП МДП транзистор с переходом n-типа управляет базой биполярного, и это позволяет использовать преимущества обоих типов : быстродействие, почти как у полевых, и большой электрический ток через биполярный при очень малом падении напряжения на нём при открытом затворе, при очень большом напряжении пробоя и большом входном сопротивлении.

Полевики находят широкое применение в современной жизни, а если говорить о чисто бытовом уровне, то это всевозможные блоки питания и регуляторы напряжения от компьютерного железа и всевозможных электронных гаджетов до других, более простых, бытовых приборов — стиральных , посудомоечных машин , миксеров, кофемолок, пылесосов, различных осветителей и другого вспомогательного оборудования. Само собой, что-то из всего этого разнообразия иногда выходит из строя и появляется необходимость выявления конкретной неисправности.

Сама распространённость этого вида деталей ставит вопрос:. Перед любой проверкой полевого транзистора нужно разобраться с назначением и маркировкой его выводов:.

Если маркировки нет или она не читается, придётся найти паспорт даташип изделия с указанием назначения каждого вывода , причём выводов может быть не три, а больше, это значит, что выводы объединены между собой внутри. Про исправную батарейку в мультиметре говорить излишне.

Подключение щупов мультиметра указано для проверки n-канального полевого транзистора, описание всех проверок тоже для n-канального типа, но если вдруг попадётся более редкий p-канальный полевик, щупы надо поменять местами. Понятно, что в первую очередь ставится задача оптимизации процесса проверки, чтобы пришлось как можно меньше выпаивать и паять деталей, поэтому посмотреть, как проверить транзистор, не выпаивая, можно на этом видео:.

Является предварительной, она может помочь определить, какую деталь нужно проверить точнее и, может быть, заменить. Проверка показала предварительно по всем трём пунктам неисправность? Нужно выпаивать деталь и приступать к следующему действию:. Включает в себя подготовку мультиметра смотри выше.

Статическое напряжение с себя можно снять, используя антистатический манжет, накопленный заряд снимается закорачиванием всех выводов транзистора. Прежде всего нужно учитывать, что практически все полевые транзисторы имеют предохранительный диод между истоком и стоком, поэтому проверять начинаем именно с этих выводов. Вывод по итогам проверки: пробоев между электродами выводами нет, затвор срабатывает от небольшого меньше 5В напряжения на щупах мультиметра, транзистор исправен.

Получать новые комментарии по электронной почте. Вы можете подписаться без комментирования. Оставить комментарий. Главная Измерительные Химический анализ металлов и сплавов — современные методы диагностики Как правильно пользоваться микрометром Хронограф для измерения скорости пули пневматики Теодолит — принцип работы и как пользоваться прибором Инструкция по применению нивелира:как пользоваться лазерными приборами Тахеометр — что это такое?

Принцип работы электронного тахеометра Как пользоваться ареометром и как проверять плотность ареометром Ультразвуковой дефектоскоп цена и ремонт дефектоскопов Курвиметр что это такое, как пользоваться и где купить Датчики уровня воды для измерения жидкости в резервуаре Описание динистора db3.

Как его проверить? Прибор измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля Что обозначает профессия слесарь КИПиА и в чём заключается его работа Установка электросчетчика в квартире цена Как снять показания счётчика электроэнергии Замена электросчётчика на лестничной клетке. Кто должен менять? Межповерочный интервал электросчётчиков. Трёхфазные счётчики Двухтарифный счётчик электроэнергии тарифы зонного времени Тепловизоры для обследования зданий и сооружений Выбираем мультиметр для дома — какой лучше?

Анемометр — прибор, предназначенный для измерения скорости ветра Проверка конденсатора мультиметром и измерение ёмкости Бесконтактный метод: пирометры для измерения температуры Как пользоваться мегаомметром, измерение изоляции Как проверять симисторы и тиристоры универсальным мультиметром Найти трассу проводки в стене поможет прибор для поиска Как определить фазу и ноль без приборов и с ними Можно ли проверять полевой транзистор мультиметром?

Правильное использование лазерного уровня: видеоурок Измерение напряжения, как пользоваться и работать вольтметром Как измерить сопротивление мультиметром, методика проверки резисторов Особенности проверки катушки зажигания мультиметром Как правильно пользоваться штангенциркулем: видеоурок Проверка батарейки мультиметром.

Как проверять напряжение? Электричество Освещение Автоинструмент Металлообработка Ножи. Можно ли проверять полевой транзистор мультиметром?

Вам обязательно стоит прочитать о том, как правильно пользоваться лазерным уровнем. Нет комментариев. Добавить комментарий Отменить ответ. Это интересно.

Торцовочная пила с протяжкой по дереву: устройство, рейтинг. Фуговальный станок по дереву для домашней мастерской. Циркулярный станок по дереву: конструкция и разновидности. Распиловочный станок по дереву: строгальный станок для дома.

Описание, характеристики и выбор электрического рубанка. Главная Контакты Поиск.

Особенности проверки транзистора мультиметром без выпаивания

Радиолюбители знают, что зачастую много времени приходится тратить на поиск неисправностей, возникающих в электронных схемах по различным причинам. Если схема собирается самостоятельно, то заключительным этапом работы будет проверка её работоспособности. А начинать необходимо с подбора заведомо исправных электронных компонентов. В радиолюбительских конструкциях широкое применение находят полупроводниковые приборы. Проверка транзистора, как прозвонить транзистор мультиметром — это немаловажные вопросы. Разновидностей этого вида полупроводниковых приборов по мере развития электроники появляется всё больше и больше.

Подскажите пожалуйста как проверить такой транзистор а если на подлинность (не перебит ли) то это совсем другая песня. . после выпаивания транзистора появился чистый сигнал с шима как с 8 и 11 ноги.

Схема проверки igbt транзисторов

Помогите пожалуйста. Может кто-нибудб поможет опознать? Посмотрел 3 одинаковых блока. Верхние 3 цифры у всех разные. Нижние одинаковые. Нагуглить что за транзистор не получается Вопрос в принципе сейчас не стоит в определении работоспособности элемента.

Как проверить полевой МОП (Mosfet) — транзистор цифровым мультиметром

Давайте займемся теорией, повремените убегать. Портал ВашТехник наряду с заумными сентенциями, рассчитанными быть понятыми профи, предоставит методику пяти пальцев. Не слышали? Просто, как пять пальцев.

В этой статье я расскажу вам, как проверить полевой транзистор с изолированным затвором, то есть МОП-транзистор.

Как проверить полевой транзистор мультиметром, проверка мосфет

Как проверить транзистор мультиметром. Перед началом ремонта электронного прибора или сборки схемы стоит убедиться в исправном состоянии всех элементов, которые будут устанавливаться. Если используются новые детали, необходимо убедиться в их работоспособности. Транзистор является одним из главных составляющих элементов многих электросхем, поэтому его следует прозвонить в первую очередь. Как проверить мультиметром транзистор подробно расскажет данная статья. Проверка транзисторов — обязательный шаг при диагностике и ремонте микросхем.

Как проверить транзистор мультиметром

В радиоэлектронике и технике активно применяются полевые транзисторы. Их отличие от биполярных моделей заключается в том, что управление выходным сигналом осуществляется через электрическое поле. Очень часто применяются транзисторы с изолированным затвором. Для долгой и качественной работы устройства необходима проверка полевого транзистора мультиметром. К n-областям подсоединяются выводы. Ток протекает из истока в сток по транзистору благодаря источнику питания.

Как проверить различные типы транзисторов мультиметром? транзистор; Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы? у которых изолированный затвор (IGBT), тестируются также, как описано выше.

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. В каких-то схемах можно, а в каких-то нельзя, или слишком сложно.

Любая электронная схема состоит из полупроводниковых элементов. Наиболее распространённые из них транзисторы. Хотя в последнее время выпускаемые элементы отличаются надёжностью, но всё же нарушения в работе электронных устройств могут привести к повреждению полупроводника. Перед тем как проверить транзистор мультиметром, необязательно выпаивать его из схемы, но для получения точных результатов лучше это сделать. Транзисторы — это полупроводниковые приборы, служащий для преобразования электрических величин. Основное их применение заключается в усилении сигнала и способность работать в режиме ключа.

Солнечный город — Обустройство, ремонт, полезные советы для дома и квартир.

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga. Сегодня хочу рассказать, как проверить исправность транзистора обычным мультиметром. Хотя для этого существуют специальные пробники, и даже в самом мультиметре имеется гнездо для проверки транзисторов, но, на мой взгляд, все они не совсем практичны. Вот чтобы подобрать пару транзисторов с одинаковым коэффициентом усиления h31э пробники вещь даже очень нужная. А для определения исправности достаточно будет и обыкновенного мультика.

Существует множество приборов для проверки любых типов транзисторов. Ими можно проверить не только исправность транзистора, но и подобрать необходимый коэффициент усиления h31э. Однако для ремонта бытовой техники и электроники вполне достаточно одного мультиметра.

Практические аспекты силовой электроники: как проверить модуль

Производственные испытания SEMIKRON

Все силовые полупроводниковые модули, производимые компанией SEMIKRON, проходят полный цикл заводских испытаний, подтверждающих их функциональность и соответствие техническим спецификациям. Прямые (параметры проводимости) и обратные (блокирующие свойства) характеристики проверяются с помощью специального испытательного оборудования, способного обеспечить соответствующий номинальный ток и напряжение модуля (сотни и тысячи ампер, тысячи вольт). Высоковольтные тесты делаются для подтверждения целостности изоляции между токонесущими и заземляемыми частями модулей (например, между силовыми выводами и базовой платой). Подобные испытания, выполняемые на предприятиях-изготовителях, исключают необходимость во входном контроле.

 

Входной контроль

Некоторые заказчики предпочитают проводить входную проверку компонентов перед их установкой в оборудование. Такое решение может быть спровоцировано предыдущим негативным опытом: низким качеством получаемых от поставщика компонентов или мнением, что подобная проверка может снизить частоту отказов готовой продукции. К сожалению, входные тесты часто проводятся с использованием примитивного низковольтного оборудования, неспособного обеспечить необходимые электрические режимы, оговоренные в технических спецификациях. В лучшем случае это приводит к отбраковыванию исправных деталей, а в худшем — к их повреждению. Типичным примером безграмотной процедуры является проверка омического сопротивления переходов диодов и тиристоров вместо контроля тока утечки при повышенном напряжении и температуре.

Гораздо лучше решать проблемы качества с производителем комплектующих и выполнять производственные испытания готового оборудования, подтверждающие в том числе соответствие характеристик компонентов в составе изделия.

 

Устранение неполадок и тестирование компонентов в полевых условиях

Что делать в случае, когда изделие, содержащее мощный преобразователь, выходит из строя в полевых условиях и требует соответствующего технического обслуживания? Прежде всего, необходимо проверить силовые полупроводниковые модули, чтобы определить, нуждаются ли они в полной или частичной замене. Без такой проверки повторный запуск системы может привести к катастрофическим результатам. Для решения этой задачи желателен быстрый тест с использованием простого и доступного измерительного оборудования.

 

Оборудование: цифровой мультиметр (DMM)

Для тестирования полупроводниковых приборов в полевых условиях в первую очередь требуется цифровой мультиметр (желательно автоматический или полуавтоматический), имеющий функции проверки диодов (полупроводниковых переходов) и измерения емкости. На первом этапе необходимо проверить, что диод блокируется в обратном направлении и проводит (с небольшим падением напряжения) в прямом направлении. Речь идет как о выпрямительных диодах в диодно-тиристорных модулях, так и об антипараллельных быстрых диодах (FWD) в модулях IGBT. О цели измерения емкости изолированных затворов расскажем далее.

Мультиметр контролирует падение напряжения на диоде при протекании небольшого тока. Измеренное значение V_F никогда не будет совпадать с пороговым напряжением (например, V_F0), которое указано в технической спецификации, является параметром линейной аппроксимации прямых характеристик диода и используется для расчета потерь. Более того, падение напряжения у силовых диодов обычно оказывается меньше ожидаемого значения 0,7 В, характерного для маломощных кремниевых выпрямителей. Как правило, измерение V_F в мощных диодных модулях с рабочим напряжением 600–1700 В дает значение в диапазоне 0,2–0,5 В.

При обратном смещении исправного диода мультиметр показывает разрыв цепи, обычно это соответствует показаниям «OL», «Out of range» и т. п. Поскольку прибор способен подавать на выпрямитель только небольшое напряжение (например, 9 В), этот тест не позволяет полностью оценить блокирующую способность диода (600, 1200, 1700 В и более для силовых полупроводников). Данная проверка выявляет только заведомо неисправные компоненты, у которых фиксируется утечка при подаче даже небольшого обратного смещения.

Гораздо более корректные выводы можно сделать при наличии высоковольтного лабораторного источника напряжения, позволяющего подать на выпрямитель номинальное обратное напряжение. Для получения достоверных результатов модуль рекомендуется разогреть (например, в муфельной печи) до максимальной рабочей температуры и провести измерение обратного тока (I_DD, I_RD), предельная величина которого указывается в технических спецификациях. Отметим, что ток утечки полупроводникового прибора зависит от температуры в гораздо большей степени, чем от обратного смещения.

 

Оборудование: омметр

Пользователи часто пытаются применять омметр (или DMM в режиме омметра) для оценки исправности полупроводниковых компонентов. В то время как омическое сопротивление прибора в заблокированном состоянии может находиться диапазоне МОм, а в проводящем (или пробитом и закороченном) — в диапазоне мОм, любые промежуточные значения также не дают никакой полезной информации по следующим причинам.

Во-первых, полупроводниковые приборы состоят из кремниевых областей с разной степенью легирования (p-тип и n-тип), которые объединяются, образуя p-n-переходы. Эти области не являются однородными, степень легирования меняется, формируя так называемые профили легирования. Профиль — важная часть структуры прибора, во многом он определяет электрические свойства полупроводника. В силовых приборах основные p-n-переходы рассчитаны на работу с сотнями (или тысячами) вольт. Напряжение (например, 9 В), формируемое DMM, слишком мало, чтобы создать протяженное электрическое поле на всем p-n-переходе и в краевых зонах, которые снижают напряженность поля на краях чипа. Это означает, что омметр может анализировать только ограниченную часть профиля легирования и его показания не отражают свойств прибора в рабочих режимах. Более того, поскольку p-n-переход не проявляет омического (то есть линейного I-V) поведения, то при разных напряжениях прибор будет показывать различные результаты. Омическое сопротивление терминалов силовых модулей также вносит некоторую неопределенность в результаты измерения.

Во-вторых, в некоторых цифровых омметрах для измерения сопротивлений используется очень низкое напряжение (например, <0,6 В), чтобы избежать влияния прямого смещения имеющихся в электрической цепи диодов или транзисторов, параллельных измеряемому резистору. Это означает, что если функция омметра применяется для проверки диодного модуля, то пользователь, скорее всего, получит ложную информацию, поскольку измерительное напряжение недостаточно даже для прямого смещения диода.

В ряде случаев омметр может быть полезен для оценки поведения полупроводниковых приборов (например, процесса заряда затвора IGBT/MOSFET, описано далее), но сами по себе значения сопротивлений не несут никакой полезной информации. Высоковольтные измерители (мегаомметры) предназначены в первую очередь для проверки качества изоляции, и их некорректное применение может повредить полупроводник.

 

Проверка диодно-тиристорных модулей

Диодные и тиристорные модули выпускаются в различных сочетаниях и конфигурациях, в одном корпусе может содержаться одиночный выпрямитель, полумост, а также трехфазный мост. Техническая спецификация содержит всю необходимую для контроля информацию. У большинства модулей, например, таких как SEMIPACK (диодно-тиристорные), электрическая схема и номера выводов указываются непосредственно на корпусе (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения выводов модуля SEMIPACK 1

Все измерения с помощью мультиметра производятся на компонентах, отключенных от электрической схемы.

При подключении положительного (красный) вывода к аноду, а отрицательного (черный) к катоду диод проводит ток, а DMM показывает падение прямого напряжения (рис. 2a). При обратном включении диод блокируется и DMM индицирует разрыв цепи (OL).

При проверке тиристоров затвор следует оставить неподключенным. В отличие от диодов при тестировании тиристоров DMM должен показывать разрыв цепи (OL) в обоих направлениях (рис. 2б).

Рис. 2.
а) Типовые показания DMM в прямом (слева) и обратном (справа) включении исправного диода;
б) типовые показания DMM в прямом (слева) и обратном (справа) включении исправного тиристора

Соединение затвор-катод идеального тиристора представляет собой p-n-переход (рис. 3). Во многих тиристорах также существует параллельный путь «короткого замыкания» между затвором и анодом, предназначенный для получения большого начального тока, иници­ирующего запуск прибора. Поскольку он выполнен из однородного p-легированного кремния, измерение сопротивления в цепи затвор-катод обычно дает 10–50 Ом. Эта величина никогда не нормируется производителями, и пользователь должен понимать, что полученное низкое сопротивление не является признаком повреждения прибора. При использовании мультиметра в диодном режиме падение напряжения на переходе затвор-катод будет очень низким, как правило, оно находится в диапазоне 0,01–0,05 В в обоих направлениях.

Рис. 3. Измерение «сопротивления» между затвором и катодом тиристора

 

Проверка модулей IGBT/MOSFET

Как правило, IGBT корпусируется с анти­параллельным диодом (FWD), который можно проверить мультиметром, как описано выше. Так же контролируется и внутренний («тельный») диод в транзисторах MOSFET и SiC MOSFET, которые поставляются как с обратным диодом, так и без него (рис. 4).

Рис. 4. Расположение выводов, схема подключения обратного диода IGBT, MOSFET, SiC MOSFET

Современные силовые полупроводниковые ключи IGBT и MOSFET управляются подачей сигнала на изолированный затвор, поэтому падение напряжения на них в открытом состоянии нельзя измерить с помощью диодной функции DMM. Однако если в наличии имеется низковольтный лабораторный источник, то сопротивление открытого канала (R_{DS_on}) MOSFET и SiC MOSFET можно проконтролировать омметром при подаче на затвор отпирающего напряжения V_{G_on} (типовое значение 15–18 В).

Схема расположения выводов IGBT/MOSFET наносится на корпус модуля, что позволяет подключить измерительный прибор надлежащим образом (рис. 5a).

Рис. 5.
а) Схема расположения выводов модуля IGBT SEMITRANS;
б) схема расположения выводов модуля IGBT SEMiX

У модулей IGBT в конструктиве SEMiX (Econo Dual) силовые терминалы расположены в одной плоскости по разные стороны корпуса, при этом АС-выход выполнен в виде двух соединенных между собой выводов (рис. 5б). Сигнальные соединения затвора, эмиттера и катода находятся в верхней части корпуса для удобства подключения платы драйвера.

 

Прямые и обратные характеристики

Все измерения должны производиться на отключенном модуле IGBT/MOSFET. Мультиметр следует установить в режим проверки диодов, при этом необходимо соблюдать полярность выводов (рис. 6). При подключении положительной (красной) клеммы к коллектору (С), а отрицательной (черной) клеммы к эмиттеру DMM должен индицировать разрыв цепи. При обратном включении DMM показывает падение прямого напряжения на антипараллельном диоде.

Рис. 6. Типовые показания DMM в прямом (слева) и обратном (справа) включении исправного IGBT

Изолированный переход затвор-эмиттер IGBT (затвор-исток MOSFET) во многом ведет себя как конденсатор. Вследствие этого режим омметра DMM можно использовать для контроля заряда емкостей затвора, поскольку очевидно, что в установившемся состоянии цепь затвора должна показывать бесконечное сопротивление (разрыв цепи). Оксидный слой, формирующий изоляцию затвора, очень тонкий и крайне чувствителен к электростатическому разряду (ESD), поэтому при контроле цепи управления IGBT/MOSFET следует соблюдать все соответствующие требования предосторожности.

При подключении омметра к цепи затвор-эмиттер (исток) он будет показывать быстро растущее сопротивление (заряд емкости затвора), выходящее за мегаоммный диапазон. Как правило, прибор индицирует это как разрыв цепи (OL). Если цепь затвора повреждена, измеритель покажет низкое сопротивление, вплоть до короткого замыкания.

Более информативным параметром является емкость затвора. К сожалению, ее точную величину указать невозможно, несмотря на наличие параметров C_iss, C_oes, C_res в технических спецификациях. Измеренная емкость C_ge в цепи изолированный затвор — эмиттер (у силовых модулей она находится в диапазоне от единиц до десятков нФ) будет зависеть не только от типа DMM, но и от ориентации входов прибора относительно выводов G и E. Поэтому при проверке модулей с подозрением на отказ лучше всего измерить величину C_ge у нового, заведомо исправного IGBT того же типа и затем использовать полученное значение как референтное для сравнения.

 

Тестирование интеллектуальных силовых модулей (IPM) и драйверов затворов

Интеллектуальные модули (IPM) могут, кроме силовой секции, содержать драйверы затворов, датчики и даже теплоотвод, например SKiiP SEMIKRON. Методика проверки обратных диодов IGBT в IPM аналогична описанной выше (рис. 7а), однако наличие встроенного драйвера создает некоторые дополнительные возможности, их мы рассмотрим далее.

Рис. 7.
а) Типовые показания DMM при проверке антипараллельных диодов в модуле IPM SKiiP;
б) измерительный прибор SKiiP Tester

Силовой каскад IPM SKiiP состоит из нескольких полумостовых элементов, которые могут работать независимо (трехфазный инвертор GD) или соединяться в параллель с помощью внешних DC- и АС-шин (полумост GB). Во втором случае затворы параллельных IGBT объединяются на плате драйвера.

Ремонт драйверов затворов в полевых условиях, как правило, невозможен из-за сложности монтажа/демонтажа smd-компонентов, поэтому отказавшую плату лучше полностью заменить. А вот ток потребления драйвера является очень информативным параметром. В частности, его проверка при отсутствии и наличии импульсов управления и последующее сравнение результатов с референтными значениями дает 95%-ную гарантию исправности силового модуля (рис. 8).

Данный принцип реализован в специальном измерительном приборе SKiiP Tester (рис. 7б, производитель — Billmann [3]), используемом при проверке интеллектуальных силовых модулей IGBT в полевых условиях. Он формирует необходимое драйверу SKiiP напряжение питания (24 В) и имеет встроенный генератор импульсов управления с возможностью их раздельной подачи на ключи TOP и BOT. Для контроля тока потребления в приборе предусмотрен отдельный вход, к которому подключается мультиметр. В комплекте тестера имеется набор шлейфов для соединения с модулями SKiiP различных типов и адаптер волоконно-оптической линии связи, позволяющий проверять IPM с оптическим входом.

Ток потребления интеллектуальных модулей без коммутации указывается в технических спецификациях, например у SKiiP 3 величина I_SO (V_S = 24 В, F_sw=0) составляет 240 мА. Для его проверки нужен регулируемый лабораторный источник питания с последовательно включенным амперметром (рис. 8). Измерение производится без подачи высокого напряжения (V_DC) на силовой каскад.

Рис. 8. Измерение тока потребления драйвера:
а) в дежурном режиме;
б) при подаче импульсов управления

Таким же образом проверяется ток I_s при подаче импульсов управления TOP/BOT на драйвер (рис. 8б). Расчет I_s делается с помощью выражения, приводимого в технической спецификации, например, у SKiiP 3 поколения I_s = (240 + k₁×f_sw + k₂×I_AC) мА, где k₁ = 29 мА/кГц, k₂ = 0,00065 мА/А². То есть при коммутации обоих ключей (TOP/BOT) на частоте f_sw = 10 кГц ожидаемый ток потребления составит 530 мА (выходной ток I_AC отсутствует). При коммутации только одного из ключей полумоста величина I_s будет в диапазоне 240–530 мА.

В процессе работы необходимо убедиться, что плата управления не генерирует информации об ошибках, например о пониженном напряжении (UVLO), перегреве или перегрузке по току, которых не должно быть при отсутствии силового напряжения. Поскольку у большинства драйверов нет функции самодиагностики, наличие сигнала ошибки (ERROR) может указывать на их неисправность.

 

Можно ли использовать силовой модуль после длительного хранения?

Этот вопрос возникает очень часто, и связан он не только с длительностью, но и с условиями хранения (температура, влажность). Диапазон температур T_stgобычно указывается в спецификации, причем многие производители определяют гарантийный срок хранения силовых модулей не более 1 года в условиях сухого отапливаемого склада. В первую очень данное ограничение связано с риском накопления ионов воды в силиконовом геле, которым заливаются любые силовые модули [4]. Заливка используется для обеспечения электрической изоляции керамических DBC-подложек. Кроме того, она защищает внутреннее пространство модуля от загрязнения в процессе производства и позволяет снизить уровень механических напряжений.

Низкомолекулярные газы (в том числе водяной пар) активно проникают в гель и оседают на DBC-подложке, то есть гели обладают высокой гигроскопичностью (рис. 9). Накопление ионов воды вызывает изменения структуры электрического поля в краевых зонах, а также в фотоимидном изолирующем слое чипов. Если влага попадет на кристаллы, то при подаче напряжения это приведет к быстрому развитию коррозии и отказу модуля.

Рис. 9. Накопление влаги на изолирующей подложке и чипах IGBT

Скорость диффузии ионов воды в силиконовом геле — около 0,04 мм/с при +18 °С, она увеличивается до 1 мм/с при +100 °С, защитный слой толщиной около 5 мм достигает насыщения в течение 5 ч. Испытания показали, что постоянная времени накопления влаги в стандартных силовых модулях составляет около 8 ч, а ее остаточный процент в силиконовом геле после 4 ч высыхания (при комнатной температуре) — около 40%.

Силовые модули SEMIKRON и подавляющего большинства устройств других производителей соответствуют климатическому классу 3K3 EN 60721-3-3 по стандарту EN 50178. С учетом изоляционных зазоров они могут применяться в средах со степенью загрязнения 2 в условиях, предусмотренных стандартами EN 50178 и EN 61800-5-1 (табл.). Это означает, что при эксплуатации не допускается попадание капель воды или конденсация влаги.

Таблица. Климатический класс 3К3 (расширенный) по стандарту EN60721-3-3

Параметр	Значение
Температура окружающей среды	–20…+55 °С
Температура охлаждающей среды	–20…+55 °С
Относительная влажность	5–85% 85% при Т = +30 °С 50% при Т = +40 °С 20% при Т = +55 °С
Абсолютная влажность	26 г/м3
Высота над уровнем моря без снижения параметров	1000 м
Степень загрязнения (2. 5.59 IEC 60947-1)	2

Для предотвращения отказов силовых полупроводниковых компонентов условия их применения должны соответствовать специфическим климатическим требованиям. Необходимо принятие дополнительных мер, таких как обогрев, кондиционирование, работа в непрерывном режиме, контроль температуры охлаждающей жидкости и т. д. О влиянии влаги и конденсата на работу электронных систем и методах предотвращения отказов подробно рассказано в [4].

Перед вводом системы в эксплуатацию или после ее длительного простоя (техническое обслуживание и т. д.) рекомендуется проводить циркуляцию теплого хладагента (воздух/жидкость) для вытеснения накопленной влаги. Данный метод распространен, например, в ветроэнергетике. На рис. 10 показано, как изменяется относительная влажность внутри силового модуля в процессе сушки при температуре +40 °C.

Рис. 10. Изменение RH внутри модуля в процессе сушки при температуре +40 °С для различных условий окружающей среды

Считается, что при RH ≤ 60% (внутри модуля) система может быть запущена без риска развития коррозии на полупроводниковых чипах. Как видно на рис. 10, наиболее эффективная сушка происходит в течение первого часа. При +35 °C/85% влажность стабилизируется на уровне 60% после 24 ч, при +25 °C/85% RH падает ниже 50% после 10 ч, при +15 °C/85% — после 1 ч.

Если силовые модули хранились в течение длительного времени, то перед установкой в изделие их рекомендуется выдержать в течение суток в муфельной печи или климатической камере при температуре > +30 °C (+40…+60 °С). Такая мера не дает 100%-ной гарантии надежной работы прибора, но, как правило, достаточна для удаления остаточной влаги из геля.

 

Измерения: вы видите не то, что есть на самом деле!

Применение простейших средств измерения, таких как мультиметр, позволяет выявить заведомо неисправные компоненты, однако очевидно, что для детального анализа системы необходимо профессиональное оборудование, в первую очередь цифровой осциллограф с высоким разрешением. В рамках данной статьи мы не будем рассказывать об особенностях его применения, отметим только пару важных моментов. Например, очень часто начинающие специалисты пытаются бороться с шумами, создаваемыми паразитным контуром щупа осциллографа. Отличить «истинный» сигнал от «ложного» очень просто, для этого надо соединить между собой сигнальный и общий вывод в точке измерения. Если шумовой сигнал остается — это погрешность измерения, если помехи пропадают — они реально присутствуют в измеряемом сигнале.

Рис. 11. Паразитные осцилляции, создаваемые распределенным контуром щупа осциллографа

Однако для «профессионального» анализа процессов, происходящих в силовых импульсных преобразователях, необходимо специальное оборудование, в первую очередь — дифференциальный пробник напряжения и петля Роговского (рис. 12). Эти аксессуары к цифровому осциллографу позволяют проектировщику видеть реальные сигналы напряжения и тока без риска их искажения паразитными элементами измерительного контура. Особенности конструкции петли Роговского дают возможность измерять импульсные токи в самых труднодоступных точках, например непосредственно на выводах корпусов ТО-220, ТО-247.

Рис. 12. Основные инструменты разработчика силовой электроники: петля Роговского и дифференциальный пробник напряжения

 

Заключение

Силовые полупроводниковые модули — очень сложные устройства, параметры которых невозможно измерить без специального оборудования. Однако в полевых условиях часто возникает необходимость отбраковки и замены заведомо неисправных или «подозрительных» компонентов. Повторное включение системы, содержащей поврежденные силовые ключи, как правило, приводит к катастрофическим последствиям. Неоценимую помощь в этом случае может оказать простейшее измерительное оборудование: цифровой мультиметр с функцией проверки диодов и измерителем емкости, а также лабораторный источник питания.

Литература

1. Материалы сайта SEMIKRON.com
2. Wintrich A., Nicolai U., Tursky W., Reimann T. Application Manual Power Semiconductors. 2^nd ISLE Verlag, 2015.
3. Ingenieurbüro Billmann. Lerchensteige 10, 91448 Emskirchen, Germany. ib-billmann.de
4. Дрекседж П., Ламп И. Воздействие влажности и конденсации на работу силовых электронных систем // Силовая электроника. 2016. № 5.

Тестирование IGBT. Рекомендации по поиску и устранению неисправностей

Тестирование IGBT — рекомендации по поиску и устранению неисправностей

Создать конфигурацию

Редактировать	Имя	Описание	Тип конфигурации	Тип
				TypeName»/>

Главная | Обработка поверхности | Ресурсы | Информация об услуге | Тестирование IGBT

Что такое IGBT?

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) представляет собой силовой полупроводник с тремя выводами, используемый в качестве высокоэффективного электронного переключателя. Они часто используются в ситуациях высокого напряжения, сильного тока с маломощными входами. Они часто используются в таких приложениях, как индукционные варочные панели, приводы двигателей переменного и постоянного тока, а также в наших источниках питания серии P7000 PowerSync™, используемых с нашими устройствами для обработки поверхностей. Давайте узнаем, как проверить IGBT:

1. Проверка на короткое замыкание IGBT

С помощью цифрового омметра на диодной шкале:

1. Измерьте сопротивление между C2/E1 и E2.
2. Измерьте сопротивление между C2/E1 и C1.

При измерении короткого замыкания (0 Ом) на шаге 1a. или 1b., IGBT непригоден для использования.

2. Включите Q1, Q2

С помощью цифрового омметра на диодной шкале:

1. Прикоснитесь + (красным) щупом к G1 и — (черным) к E1.
2. Прикоснитесь + (красным) щупом к G2 и — (черным) к E2.
3. Измерьте сопротивление между C1 и C2/E1. Должно быть низкое сопротивление (о падении диода). Поменяйте местами провода счетчика, показания должны быть одинаковыми.
4. Измерьте сопротивление между E2 и C2/E1. Должно быть низкое сопротивление (о падении диода). Поменяйте местами провода счетчика, показания должны быть одинаковыми.

3. Выключите Q1, Q2

С помощью омметра на диодной шкале:

1. Прикоснитесь + (красным) щупом к E1 и — (черным) к G1.
2. Прикоснитесь + (красным) щупом к E2 и — (черным) к G2.
3. Измерьте сопротивление между C2/E1 (+) и C1 (-). Должно быть низкое сопротивление (такое же, как в шаге 2c). Обратные измерительные провода. Читайте бесконечное сопротивление.
4. Измерьте сопротивление между C2/E1 (-) и E2 (+). Должно быть низкое сопротивление (такое же, как на шаге 2d). Обратные измерительные провода. Читайте бесконечное сопротивление.

Примечание. Некоторым цифровым омметрам не хватает мощности для включения IGBT. Вместо него можно использовать 9-вольтовую батарею.

Совет по оценке состояния модуля IGBT-VEICHI ELECTRIC

Возможны ситуации в работе: поврежденный IGBT-модуль должен проанализировать причину отказа, или модуль с хорошим внешним видом должен оценить, есть ли какая-либо неисправность.

Возможны ситуации в работе: поврежденный IGBT-модуль должен проанализировать причину отказа, или модуль с хорошим внешним видом должен оценить, нет ли каких-либо отклонений от нормы. При отсутствии специализированного оборудования можно использовать цифровые мультиметры в качестве обычного инструмента, помогающего нам быстро идентифицировать IGBT. В настоящее время обычно используются файл диода, файл сопротивления и файл емкости мультиметра. Стоит отметить, что тестовые данные мультиметра не универсальны и могут использоваться только в качестве справочных.

Структура модуля

В качестве примера возьмем обычный модуль IGBT в корпусе 62 мм. Внутренняя часть состоит из микросхемы IGBT (биполярного транзистора с изолированным затвором), микросхемы FWD (диода свободного хода), соединительного провода и т. д. Некоторые сильноточные модули должны быть объединены несколькими наборами микросхем. На рисунке 1 представлен модуль производителя на 400 А:

Модуль производителя на 400 А

Его электрическое соединение показано на рисунке 3. Верхний и нижний мосты модуля имеют 4 набора микросхем IGBT и FWD, соединенных параллельно через соединительную линию. Эквивалентный электрический символ показан на рис. 4: 9.0005

Электрическое соединение

Эквивалентный электрический символ

Методы измерения

1. Файл диода

С помощью файла диода можно измерить прямое падение напряжения VF обратного диода. Замкните затвор-эмиттер, соедините эмиттер с красной ручкой мультиметра, черную ручку соедините с коллектором, и нормальный модуль VF будет около 0,3 ~ 0,7 В. Если VF слишком велик, микросхема FWD или соединительный провод будут отключены. Короткое замыкание происходит в микросхеме FWD или IGBT.

Размер VF связан с прямым током IF. Как показано на рисунке ниже, существуют некоторые различия в сопротивлении и напряжении в тестовой цепи разных мультиметров, что приведет к различию результатов измерений. Поэтому это тестовое значение нельзя сравнивать с другими тестовыми значениями мультиметра. Он не может представлять данные в таблице данных. Это тестовое значение не имеет никакого другого значения. Его можно использовать только для определения того, является ли чип FWD хорошим или плохим.

VF control

2. Файл сопротивления

(1) Измерьте сопротивление между коллектором и эмиттером каждой трубки IGBT в модуле, замкните затвор-эмиттер, красная ручка мультиметра подключена к коллектору, черный индикатор подключен к эмиттеру, а нормальное значение сопротивления модуля, как правило, выше уровня мегаом.

(2) Измерьте сопротивление между затвором-эмиттером (затвор-коллектор) каждой трубки IGBT в модуле. Красный и черный щупы мультиметра подключены к затвору и эмиттеру (затвор и коллектор) соответственно, и нормальный модуль тоже показывает высокое сопротивление. Когда плата драйвера подключена к модулю, сопротивление затвор-эмиттер равно сопротивлению продувки, обычно несколько тысяч Ом.

Из-за диапазона измерения мультиметра некоторые мультиметры не могут отображать действительные значения для вышеуказанных измерений высокого сопротивления. Конечно, когда тестовое значение имеет высокий импеданс, это не означает, что модуль в порядке. Вышеупомянутый метод работы оказывает определенное влияние на определение неисправного модуля, но вероятность успеха не очень высока, и также требуется результат измерения емкости.

3. Файл конденсатора

Измерительный механизм мультиметра настроен на файл конденсатора, красная ручка подключена к затвору, черная ручка подключена к эмиттеру, а внутренняя емкость между затвором и эмиттером IGBT в модуле измеряется, данные измерений записываются, а затем заменяется тестовая ручка, то есть черная. Ручка счетчика подключается к воротам, красная ручка подключается к излучателю, и измеренные данные записываются. Емкость модуля варьируется от нескольких нФ до нескольких десятков нФ. Наконец, данные сравниваются с другими микросхемами IGBT в модуле, измеренными мультиметром, или с данными измерений того же производителя и того же типа модуля, и значения должны быть одинаковыми или похожими.

Во время измерения рекомендуется измерять только емкость между затвором и эмиттером. Cies в микросхеме IGBT самые большие, Ces и Coes намного меньше, чем Cies, см. рис. 6 и 7, а точность мультиметра для измерения емкости ограничена.

Дополнительно:

(1) Подобно прямому падению напряжения VF, испытательное значение здесь отличается от испытательного значения условий испытания в техническом паспорте и может использоваться только в качестве эталонного сравнения.

(2) Если плата драйвера подключена к модулю, это повлияет на результат измерения емкости, и ее следует удалить в первую очередь.

Точность мультиметра для проверки емкости ограничена

Резюме

Простая сводка цифрового мультиметра для определения качества БТИЗ выглядит следующим образом:

Шаг	Положение передачи	Показать результат	Результат дискриминанта
1	Диодный файл	Падение давления FWD 0,3~0,7 В	Чип FWD нормальный
		Падение давления слишком мало	Чип FWD или IGBT короткое замыкание
		Падение давления слишком большое	Разрыв стружки FWD или разрыв линии соединения
2	Файл сопротивления	Rce, Rge, Rgc состояние высокого сопротивления	CE, GE, GC не закорочены
		Rce, Rge, Rgc Состояние низкого сопротивления	Поломка CE, GE, GC или короткое замыкание
3	Файл конденсатора	Значение Cies составляет от нескольких нФ до десятков нФ	Обычная дверь
		Нет значения или отклонение контрастности	Поломка или отсоединение двери

Примечание: 

1.