نصيحة للحكم على حالة وحدة IGBT

هناك بعض المواقف في العمل: يجب تحليل سبب الفشل في وحدة IGBT التالفة، أو يجب على الوحدة ذات المظهر الجيد الحكم على ما إذا كان هناك أي خلل. في حالة عدم وجود معدات متخصصة، يمكن استخدام أجهزة القياس المتعددة الرقمية كأداة مشتركة لمساعدتنا على تحديد IGBT بسرعة. في هذا الوقت، يتم استخدام ملف الصمام الثنائي وملف المقاومة وملف السعة لجهاز القياس المتعدد بشكل عام. تجدر الإشارة إلى أن بيانات اختبار جهاز القياس المتعدد ليست عالمية ولا يمكن استخدامها إلا كمرجع.

هيكل الوحدة

خذ وحدة IGBT ذات الحزمة الشائعة مقاس 62 مم كمثال. يتكون الجزء الداخلي من شريحة IGBT (ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة) وشريحة FWD (ديود حر الحركة) وسلك الترابط، إلخ. تحتاج بعض وحدات التيار العالي إلى الجمع بين مجموعات متعددة من الرقائق. الشكل 1 هو وحدة 400 أمبير من الشركة المصنعة:

وحدة 400 أمبير من الشركة المصنعة

يظهر اتصالها الكهربائي في الشكل 3. تحتوي الجسور العلوية والسفلية للوحدة على 4 مجموعات من شرائح IGBT وFWD متصلة بالتوازي من خلال خط الترابط. يظهر الرمز الكهربائي المكافئ في الشكل 4:

التوصيل الكهربائي

الرمز الكهربائي المكافئ

طرق القياس

1. ملف الصمام الثنائي

يمكن قياس انخفاض الجهد الأمامي VF للصمام الثنائي الحر باستخدام ملف الصمام الثنائي. قم بتقصير البوابة الباعثة، وتوصيل الباعثة بقلم متعدد القياسات الأحمر، ويتم توصيل القلم الأسود بالمجمع، وسيكون VF للوحدة العادية حوالي 0.3~0.7 فولت. إذا كان VF كبيرًا جدًا، فسيتم فصل شريحة FWD أو سلك الترابط. يحدث ماس كهربائي في شريحة FWD أو IGBT.

يرتبط حجم VF بالتيار الأمامي IF. كما هو موضح في الشكل أدناه، توجد بعض الاختلافات في المقاومة والجهد في دائرة الاختبار الخاصة بمقاييس متعددة القياسات المختلفة، مما سيؤدي إلى اختلاف نتائج القياس. لذلك، لا يمكن مقارنة قيمة الاختبار هذه بقيم اختبار متعددة القياسات الأخرى. لا يمكنها تمثيل البيانات في ورقة البيانات. لا يوجد لقيمة الاختبار هذه أي معنى آخر. لا يمكن استخدامه إلا لتحديد ما إذا كانت شريحة FWD جيدة أم سيئة.

VF control

2. ملف المقاومة

(1) قم بقياس المقاومة بين المجمع والباعث لكل أنبوب IGBT في الوحدة، وقم بتقصير البوابة الباعثة، وقلم المقياس المتعدد الأحمر متصل بالمجمع، والعداد الأسود متصل بالباعث، وقيمة مقاومة الوحدة العادية أعلى بشكل عام من مستوى الميجا أوم. 

(2) قم بقياس المقاومة بين البوابة الباعثة (البوابة الجامع) لكل أنبوب IGBT في الوحدة. يتم توصيل أسلاك الاختبار الحمراء والسوداء للمقياس المتعدد بالبوابة والباعث (البوابة والجامع) على التوالي، كما تُظهر الوحدة العادية أيضًا معاوقة عالية. عند توصيل لوحة التشغيل بالوحدة، تكون مقاومة البوابة الباعثة مساوية لمقاومة النزيف، وعادة ما تكون عدة آلاف من الأوم.

نظرًا لنطاق قياس المقياس المتعدد، لا يمكن لبعض أجهزة القياس المتعددة عرض قيم صالحة لقياسات المقاومة العالية المذكورة أعلاه. بالطبع، عندما تكون قيمة الاختبار ذات معاوقة عالية، فإنها لا تمثل تمامًا أن الوحدة طبيعية. طريقة التشغيل المذكورة أعلاه لها تأثير معين على تحديد الوحدة الفاشلة، ولكن معدل النجاح ليس مرتفعًا جدًا، كما أن نتيجة قياس السعة مطلوبة أيضًا.

3. ملف المكثف

يتم ضبط ترس قياس المتعدد على ملف المكثف، ويتم توصيل القلم الأحمر بالبوابة، ويتم توصيل القلم الأسود بالباعث، ويتم قياس السعة الداخلية بين البوابة والباعث لـ IGBT في الوحدة، ويتم تسجيل بيانات القياس، ثم يتم استبدال قلم الاختبار، أي الأسود. يتم توصيل قلم العداد بالبوابة، ويتم توصيل القلم الأحمر بالباعث، ويتم تسجيل البيانات المقاسة. تتراوح سعة الوحدة من بضعة nF إلى عدة عشرات من nF. أخيرًا، تتم مقارنة البيانات بشرائح IGBT الأخرى في الوحدة المقاسة بواسطة مقياس متعدد أو بيانات القياس من نفس الشركة المصنعة ونفس نوع الوحدة، ويجب أن تكون القيم متماثلة أو متشابهة.

يوصى فقط بقياس السعة بين البوابة والباعث أثناء القياس. تكون قيمة Cies في شريحة IGBT هي الأكبر، وتكون قيمة Cres وCoes أصغر كثيرًا من قيمة Cies، انظر الشكلين 6 و7، ودقة مقياس متعدد لاختبار السعة محدودة.

بالإضافة إلى ذلك:

(1) على غرار انخفاض الجهد الأمامي VF، تختلف قيمة الاختبار هنا عن شروط اختبار قيمة الاختبار في ورقة البيانات ولا يمكن استخدامها إلا كمرجع للمقارنة.

(2) إذا تم توصيل لوحة التشغيل بالوحدة، فسوف تؤثر على نتيجة قياس السعة ويجب إزالتها أولاً.

دقة مقياس التيار المتعدد لاختبار السعة محدودة

الملخص

الملخص البسيط لمقياس التيار المتعدد الرقمي لتحديد جودة IGBT هو كما يلي يتبع:

ملاحظة: 

1. تُستخدم الطريقة المذكورة أعلاه كطريقة تمييز أولية، ويتطلب التحليل الأكثر دقة أدوات خاصة.

2. لا تلمس أقطاب الوحدة أثناء عملية القياس لتجنب التلف الكهروستاتيكي أو التدخل في مزيد من تحليل الوحدة الفاشلة.