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[讨论]如何判断MOSFET和IGBT(模块)好坏?

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[讨论]如何判断MOSFET和IGBT(模块)好坏?

资料一:

MOS管和IGBT管作为现代电子设备使用频率较高的新型电子器件,因此在电子电路中常常碰到也习以为常。可是MOS管和IGBT管由于外形及静态参数相似的很,有时在选择、判断、使用容易出差池。MOS管和IGBT管可靠的识别方法为选择、判断、使用扫清障碍!
           
         

 IGBT和MOS管的区别

    IGBT在结构上是NPN行MOSFET增加一个P结,即NPNP结构,在原理上是MOS推动的P型BJT;多的这个P层因内有载流子,有电导调制作用,可以使IGBT在跟高电压和电流下,有很低的压降,因此IGBT可以做到很高电压(目前最大6500V),但由于载流子存在,IGBT关断是电流会拖尾,关断速度会减低;MOS就是MOSFET的简称了;IGBT和MOS是全控器件,是电压型驱动,即通过控制栅极电压来开通或关断器件;可控硅是半控器件,电流型驱动,即给栅极通一定的电流,可以是可控硅开通,但是一旦开通,就不受栅极控制,将栅极的电压电流信号去除,仍然保持开通,只用流过可控硅的电流减小,或可控硅AK两端加反压,才能关断;IGBT和MOS频率可以做到几十上百KHz,但可控硅一般在1KHz以内。

    MOS管(MOSFET)的测试方法

    场效应管,如果已知型号与管脚,用万用电表测G(栅极)和S(源极)之间,G与D(漏极)之间没有PN结电阻,说明该管子已坏.用万用电表的R×1kΩ档,其表棒分别接在场效应管的S极和D极上,然后用手碰触管子和G极,若表针不动,说明管子不好;若表针有较大幅度的摆动,说明管子可用。

    另外:1、结型场效应管和绝缘栅型场效应管的区别

    (1)从包装上区分

    由于绝缘栅型场效应管的栅极易被击穿损坏,所以管脚之间一般都是短路的或是用金属箔包裹的;而结型场效应管在包装上无特殊要求。

    (2)用指针式万用表的电阻档测量。

    用万用表的“R×lk”档或“R×100”档测G、S管脚间的阻值,N结的正、反向阻值,此管为结型管。

    2、用万用表电阻档判别结型场效应管管脚

    一般用R×1k或R×100档进行测量,测量时,任选两管脚,测正、反向电阻,阻值都相同(均为几千欧)时,该两极分别为D、S极(在使用时,这两极可互换),余下的一极为。

    由于绝缘栅型场效应管在测量时易损坏,所以不使用此方法进行管脚识别,一般以查手册为宜。

 IGBT模块的测试

    1、判断极性首先将万用表拨在R×1K。挡,用万用表测量时,若某一极与其它两极阻值为无穷大,调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大,则判断此极为栅极(G)。其余两极再用万用表测量,若测得阻值为无穷大,调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中,则判断红表笔接的为集电极(C):黑表笔接的为发射极(E)。

    2、判断好坏将万用表拨在R×10KQ档,用黑表笔接IGBT的集电极(C),红表笔接IGBT的发时极(E),此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C),这时工GBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的方向,并能站们指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E),这时IGBT被阻断,万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。

    3、注意事项任何指针式万用表铃可用于检测IGBT。注意判断IGBT好坏时,一定要将万用表拨在R×IOK挡,因R×IKQ档以下各档万用表内部电池电压太低,检测好坏时不能使IGBT导通,而无法判断IGBT的好坏。此方法同样也可以用护检测功率场效应晶体管(P一MOSFET)的好坏。

    以两单元为例:用模拟万用表测量

    静态测量:把万用表放在乘100档,测量黑表笔接1端子、红表笔接2端子,显示电阻应为无穷大;

    表笔对调,显示电阻应在400欧左右.用同样的方法,测量黑表笔接3端子、红表笔接1端子,显示电阻应为无穷大;表笔对调,显示电阻应在400欧左右.若符合上述情况表明此IGBT的两个单元没有明显的故障。

    动态测试:把万用表的档位放在乘10K档,用黑表笔接4端子,红表笔接5端子,此时黑表笔接3端子红表笔接1端子,此时电阻应为300-400殴,把表笔对调也有大约300-400殴的电阻表明此IGBT单元是完好的。

    用同样的方法测试1、2端子间的IGBT,若符合上述的情况表明该IGBT也是完好的。

    将万用表拨在R×10KΩ挡,用黑表笔接IGBT的漏极(D),红表笔接IGBT的源极(S),此时万用表的指针指在无穷处。用手指同时触及一下栅极(G)和漏极(D),这时IGBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下源极(S)和栅极(G),这时IGBT被阻断,万用表的指针回到无穷处。此时即可判断IGBT是好的。

    注意:

    1、测量时为了方便,直接在驱动板上的C、G、E拔下测量即可; 

    2、若进第二次测量时,应短接一下发射极(E)和门极(G); 

    3、若用指针式万用表,判断IGBT 好坏时,一定要将万用表拨在R×10KΩ挡,因R×1K Ω挡以下各档万用表内部电池电压太低,检测好坏时不能使IGBT 导通,而无法判断IGBT的好坏。 

    4、使用指针式万用表时,黑表笔对应电源正极,红表笔对应负极,因此在测IGBT时,测量端与数字表相反。

资料二:          

万用表测量流程

1、  红表接10,黑表笔接4,二极管压降档位,测量上管反并联二极管是否损坏,0.38V左右为正常;

2、  同上,测量下管反并联二极管是否损坏;

3、  红表笔接4,黑表笔接10,二极管欧姆档,测试上管IGBT是否损坏,正常阻值为兆欧以上;

4、  同上,测量下管IGBT是否损坏;

5、  测量56之间的电阻,确认NTC温度采样是否完好,25度环境温度时5k,损坏时要么为0,要么无穷大;

6、  测量78之间的阻值,确认上管IGBT门极是否损坏,安装驱动时为几k欧姆,没安装时为无穷大;

7、  同上,测量下管IGBT门极是否损坏;

资料三:

IGBT管好坏的检测方法

IGBT管的好坏可用指针万用表的Rxlk挡来检测,或用数字万用表的“二极管”挡来测量PN结正向压降进行判断。检测前先将IGBT管三只引脚短路放电,避免影响检测的准确度;然后用指针万用表的两枝表笔正反测G、e两极及G、c两极的电阻,对于正常的IGBT管(正常G-E两极与G-c两极间的正反向电阻均为无穷大;内含阻尼二极管的IGBT管正常时,e-C极间均有4kΩ正向电阻),上述所测值均为无穷大;最后用指针万用表的红笔接c极,黑笔接e极,若所测值在3.5kΩ左右,则所测管为含阻尼二极管的IGBT管,若所测值在50kΩ左右,则所测IGBT管内不含阻尼二极管。对于数字万用表,正常情况下,IGBT管的e-C极间正向压降约为0.5V。

内含阻尼二极管的IGBT管检测示意图如图所示,表笔连接除图中所示外,其他连接检测的读数均为无穷大。

如果测得IGBT管三个引脚间电阻均很小,则说明该管已击穿损坏;若测得IGBT管三个引脚间电阻均为无穷大,说明该管已开路损坏。实际工作中IGBT管多为击穿损坏。

功率模块的好坏判断主要是对功率模块内的续流两极管的判断。

对于IGBT模块我们还需判断在有触发电压的情况下能否导通和关断。

逆变器IGBT模块检测:将数字万用表拨到二极管测试档,测试IGBT模块c1 e1、c2 e2之间以及栅极G与e1、e2之间正反用二极管特性,来判断IGBT模块是否完好。

以六相模块为例。将负载侧U、V、W相的导线拆除,使用二极管测试档,红表笔接P(集电极c1),黑表笔依次测U、V、W,万用表显示数值为最大;将表笔反过来,黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N(发射极e2),黑表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右;黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为最大。各相之间的正反向特性应相同,若出现差别说明IGBT模块性能变差,应予更换。

IGBT模块损坏时,只有击穿短路情况出现。红、黑两表笔分别测栅极G与发射极E之间的正反向特性, 万用表两次所测的数值都为最大,这时可判定IGBT模块门极正常。如果有数值显示,则门极性能变差,此模块应更换。当正反向测试结果为零时,说明所检测的一相门极已被击穿短路。门极损坏时电路板保护门极的稳压管也将击穿损坏

讨论1:基本所有大功率器件的脚位都是固定的,GDS、GCE、BCE,所以短接13,二极管档测量23,红2黑3,应该是无穷大。红3黑2,MOSFET应该是0.6左右,IGBT不一定,BJT无穷大。13加12V电压,23之间应该是短路的,不适用于GaN器件和所有耗尽型器件—高博


讨论2:IGBT正确测量是测G、E间电容,测电阻根本测不准,因为有很多开路性损坏。多芯片并联的模块,损坏其中一个芯片(击穿故障),可以断开该芯片线路,降额使用。—眉间尺


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来源:电力电子技术与新能源
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首次发布时间:2023-05-19
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