工作中會遇到這樣一些情況：損壞的IGBT模塊要分析失效原因，或者外觀完好的模塊要判斷是否有異常，在缺乏專門儀器的情況下，數字萬用表作為常用工具，可以幫助我們快速判別IGBT好壞，這時一般會用到萬用表的二極管檔、電阻檔、電容檔。值得注意的是，萬用表的測試數據并不具有通用性，只能作為參考依據。
一、模塊結構
以常見的62mm封裝IGBT模塊為例，其內部由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片、FWD（續流二極管）芯片、邦定線等構成，部分大電流模塊還需由多組芯片進行組合。圖1、2是某廠商400A模塊：
圖1
圖2
其電氣連接如圖3。該模塊上、下橋分別有4組IGBT和FWD芯片通過邦定線并聯，等效電氣符號如圖4：
圖3
圖4
二、測量方法
1、二極管檔
用二極管檔，可以測量續流二極管的正向壓降VF。短接門極-發射極，用萬用表紅表筆接發射極，黑表筆接集電極，測試正常模塊VF會在0.3~0.7V左右，VF過大說明FWD芯片或邦定線斷開，過小說明FWD或IGBT芯片出現短路。
VF的大小與正向電流IF有關，如下圖所示，不同萬用表測試電路中的電阻和電壓存在一定的差異，因此會導致測量結果的差異，所以此測試值并不能與其他萬用表測試值做對比，更不能代表數據手冊上的數據，此測試值沒有其它意義，只可以簡單判定FWD芯片好壞。
圖5
2、電阻檔
（1）測量模塊內各個IGBT 管的集電極-發射極之間的阻值，短接門極-發射極，萬用表紅表筆接集電極，黑表筆接發射極，正常模塊電阻數值顯示一般在兆歐級以上。
（2）分別測量模塊內各個IGBT 管相門極-發射極（門極-集電極）之間的阻值。萬用表紅、黑表筆分別接于門極和發射極（門極和集電極），正常模塊同樣顯示高阻態。當模塊上連接有驅動板時，門極-發射極電阻值等于泄放電阻，一般為數千歐。
受萬用表測量范圍的影響，對于上述高阻態的測量，部分萬用表無法顯示有效數值。當然測試值為高阻態時并不能完全代表模塊是正常的，上述操作方法對于失效模塊的判定有一定的效果，但判定成功率不是很高，還需要結合電容檔測量結果。
3、電容檔
萬用表測量檔位調至電容檔，紅表筆接門極，黑表筆接發射極，分別測量模塊內IGBT的門極-發射極之間的內部電容容值，記錄測量數據，然后更換表筆，即黑表筆接門極，紅表筆接發射極，記錄測量所得數據，視模塊不同容值從幾nF到幾十nF。最后，將此數據與該萬用表測量的模塊內其它IGBT芯片或同產家、同型號模塊的測量數據進行比較，數值應相同或相近。
測量時只建議測量門極-發射極之間的電容， IGBT 芯片中Cies 是最大的， Cres 和Coes遠小于Cies，見示意圖6、7，而萬用表對于電容的測試精度也是有限的。
此外：
（1）和正向壓降VF類似，此處測試值與數據手冊上測試值測試條件是不同的，僅能作為對比參考。
（2）模塊上如連接了驅動板，對容值測量結果有影響，應先去除。
圖6
圖7
三、總結
簡單歸納數字萬用表判別IGBT好壞步驟如下：
注：
1、上述方法作為初步判別手段，更準確的分析需要借助專門儀器。
2、測量過程手指等不要觸碰模塊電極，以免靜電損傷，或干擾對失效模塊的進一步分析。
共0條 [查看全部] 網友評論