نحوه نگهداری ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT)

ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) دستگاه های نیمه هادی قدرت ترکیبی برای سوئیچینگ ولتاژ بالا، جریان بالا و فرکانس بالا- هستند. آنها به طور گسترده در سیستم هایی مانند وسایل نقلیه انرژی نو، اینورترها و اینورترهای فتوولتائیک استفاده می شوند.

 

علل شکست رایج IGBTs
طبق منابع معتبر، شکست های IGBT عمدتاً ناشی از عوامل زیر است:

تنش الکتریکی (تقریباً 48٪): اضافه ولتاژ، جریان بیش از حد، رانندگی غیر طبیعی در دروازه.
تنش حرارتی (تقریباً 32%): اتلاف حرارت ضعیف منجر به فراتر رفتن دمای محل اتصال از حد مجاز می شود.
تخلیه الکترواستاتیک (ESD): لایه اکسید دروازه بسیار نازک است (0.1-0.2 میکرومتر) که به راحتی توسط الکتریسیته ساکن آسیب می بیند.
استرس مکانیکی: جوشکاری ضعیف یا لرزش باعث شکستگی پین یا تماس ضعیف می شود.

 

اقدامات کلیدی نگهداری برای IGBTs
حفاظت ESD
قبل از عمل: یک بند مچی ضد{0}}استاتیک بپوشید و مطمئن شوید که میز کار زمین است.
ذخیره و حمل و نقل: سه الکترود IGBT را-مدار کوتاه کنید و آن را در یک جعبه فلزی محافظ قرار دهید.
در حین لحیم کاری: مطمئن شوید که آهن لحیم کاری به خوبی-زمین شده است و در صورت لزوم، در حین لحیم کاری خاموش شود. از لمس مستقیم پایانه های راننده خودداری کنید.

 

تعمیر و نگهداری مدار راننده
مقاومت موازی بین گیت و امیتر: معمولاً یک مقاومت 10kΩ-100kΩ برای جلوگیری از روشن شدن ناخواسته-در هنگام باز بودن گیت.

برای کاهش اندوکتانس و نوسان انگلی از سیم های جفت تابیده برای انتقال سیگنال های درایو استفاده کنید.

مقاومت دروازه سری (مثلاً 10-47Ω) برای سرکوب نوسانات فرکانس بالا.
اطمینان حاصل کنید که ولتاژ درایو در محدوده ± 20 ولت است تا از تجاوز به ولتاژ دروازه جلوگیری کنید.

 

حفاظت از اضافه ولتاژ و جریان اضافه
مدارهای بافر (مانند مدارهای snubber RCD) را برای سرکوب افزایش ولتاژ در هنگام خاموش کردن- اضافه کنید.
تنظیم تشخیص اضافه جریان: با نظارت بر VCE(sat) یا استفاده از ترانسفورماتور جریان قابل دستیابی است.
طراحی کاهش معقول: دستگاه هایی با حاشیه ولتاژ/جریان کافی را انتخاب کنید.

 

مدیریت حرارتی
از تماس حرارتی خوب هیت سینک اطمینان حاصل کنید: از گریس حرارتی استفاده کنید و گشتاور نصب مطابق با مشخصات است.
رله های دما یا ترمیستورها را برای نظارت بر دمای محل اتصال در زمان واقعی نصب کنید و در صورت گرم شدن بیش از حد، مدار اصلی را به طور خودکار قطع کنید.
گرد و غبار هیت سینک را به طور مرتب تمیز کنید تا از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید.

 

بازرسی و آزمایش منظم
تست استاتیک: C-E و G-E را پس از خاموش شدن با مولتی متر اندازه بگیرید تا مدارهای کوتاه یا باز را بررسی کنید.
تست دینامیک: شکل موج درایو گیت را با یک اسیلوسکوپ در هنگام روشن شدن مشاهده کنید، بدون نوسان و زمان های طبیعی بالا و پایین رفتن را تایید می کند.
اندازه گیری دمای مادون قرمز: بررسی کنید که آیا دمای سطح IGBT غیر طبیعی است یا خیر.