《国家标准》逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施
逆变焊机IGBT炸管的原因与保护措
•逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
希望各位高手能为指点一二。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,可以很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。
电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。
暂载率100％，重量也才10.5KG。
逆变器IGBT功率模块故障分析与处理措施分析
逆变器IGBT功率模块故障分析与处理措施分析摘要：绝缘栅双极型晶体管功率模块设计，是当前设计逆变器的核心所在，只有充分保障模块运行的可靠性与整体质量，才可以让光伏电站可以稳定安全的运行下去。
在本文的分析中，主要阐述了IGBT的功率模块经常损坏问题，并从运行环境、硬件以及各种影响因素进行分析，为相关领域工作人员提供一定的参考。
关键字：IGBT；光伏电厂；硬件故障引言为了保障IGBT功率模块可以稳定的运行，日常需要工作人员结合实际的故障信息，进行针对性的分析与评估，同时采用准确的处理方式，及时的处理好例如锁定效应、过流运行以及短路超时的常见故障信息，以此全面的推动电力系统的运行稳定性。
1 IGBT功率单元绝缘栅双极型晶体管的设计，采用金氧半场效晶体管进行安装，以及与双极型晶体管进行负荷处理，以此具备着驱动功率小，以及开关速度比较快的特征。
在运行的过程中，也相应的发挥出饱和同时压降低的技术优势。
这样的设备在使用中，需要得到故障的及时处理与把控，以此促进新能源发电厂的稳定运行，带来更多的电力生产效益[1]。
2 IGBT功率模块故障分析2.1 锁定效应IGBT在设计中，由于内部设置了寄生晶体管，以此在规定的漏极电流的范围区间中，正偏电压要避免出现晶体管的导通情况。
在漏极电流的不断增长之后，正偏电压会导致NPN晶体管的开通，以此让NPN与PNP的晶体管始终处于饱满的状态下。
这样的情况，会导致栅极失去了原本的控制状态，并带来一定的IGBT 的锁定的基本效应，后续会引发一定的集电极电流过大，以及带来功耗方面的基本损失[2]。
2.2 长时间过流IGBT的功率模块的长时间运行过程中，经常会受到设备的选型失误问题，或者出现的安全问题的影响。
一旦出现了超出反偏安全工作区域，以及限定当中的电流安全边界的影响。
其次，后续进行针对性的处理中，需要及时的对断器件进行及时的处理，并控制引发功率所带来的一定负面影响。
现阶段进行该项目的处理中，需要结合系统的故障状态，才可以最终判断系统运行效果。
IGBT的损害原因和对策
摘要：在分析了IGBT 驱动条件的基础上介绍了几种常见的 IGBT 驱动电路，并给出了各自的优缺点。给出了自行设计的一种简单、实用的新型IGBT 驱动电路。经实践表明，该电路经济、实用、安全、可靠，同时具有IGBT 过电流保护功能，具有很好的应用前景。
1 引言
绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）简称IGBT。也称绝缘门极晶体管。由于IGBT 内具有寄生晶闸管，所以也可称作为绝缘门极晶闸管，它是八十年代中期发展起来的一种新型复合器件。由于它将MOSFET 和GTR 的优点集于一身，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又有通态电压低耐压高的优点，因此发展很快，倍受欢迎，在电机驱动、中频和开关电源以及要求快速、低损耗的领域，IGBT有取代MOSFET和GTR 的趋势。但在IGBT 实际应用中一个要重点考虑的问题是其栅极驱动电路设计的合理与否，在此我们自行设计了一种简单尔实用的驱动电路，并取得了很好的效果。
2 IGBT 的驱动条件
IGBT 的驱动条件与它的静态和动态特性密切相关。栅极的正偏压+VGE、负偏压-VGE 和栅极电阻RG 的大小，对IGBT 的通态电压、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dVCE/dt等参数都有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系如表1 所示。
IR公司推荐短路方法是:首先检测通态压降Uce,如果超过设定值,保护电路把电压降为8V,于是IGBT由饱和状态转入放大区,通态电阻增大,短路电流下降,经过4us连续检测通态压降UCE．如果正常,将驱动电压恢复正常;如果未恢复,将驱动信号关闭,使集电极电流变为0．这样实现短路电流软关断,可以避免快速关断造成过大的di/dt损坏器件!
逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施
逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
IGBT电流，电压波形的检测及定量分析.具体的电路以半桥逆变手工400A 焊机为例。
1、电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT 导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2、电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT 的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好。
“只要IGBT功率余量足够大,电压型PWM电路可靠性应该没问题”,成本也提高了很多!电焊机大多数是电流型的且输出电压并不稳定!很会使保护器误操作!电流型比较适合我国国情!当时应用的PWM IC是国内罕见的UC3846J，陶瓷封装的，工作频率100KHz。
线路板颇难制作，电流反馈采用互感器采样峰值电流和霍尔采样平均电流，双环反馈。
电流型控制的好处很多，峰值电流不仅仅是做保护用，更重要的，他参与了大环路反馈的控制。
简单而言，就是用误差放大器的输出去控制峰值电流，因此可以做到半个周期（5微秒）内就可以作出响应，放大器的响应速度反而没那么重要了，尽管UC3846的误差放大器速度很快。
有时为了得到比较慢的响应速度还特意减慢放大器的响应速度，例如在进行氩弧焊时，过快的响应速度反而会使电弧特性变硬。
IGBT炸的原因
IGBT炸的原因变频器中IGBT爆炸原因分析一、IGBT爆炸：因为某些原因，模块的损耗十分巨大，热量散不出去，导致内部温度极高，产生气体，冲破壳体，这就是所谓的IGBT 爆炸。
二．IGBT爆炸原因分析1.爆炸的本质是发热功率超过散热功率，内部原因应该就是过热。
2.人为因素：(1）进线接在出线的端子上（2）变频器接错电源（3）没按要求接负载3.常见原因：（1）过电流：一种是负载短路，另一种是控制电路处逻辑受干扰，导致上下桥臂元件直通。
（2）绝缘的损坏（3）过电压：通常是线路杂散电感在极高的di/dt作用下产生的尖峰电压而造成，解决的办法就是设计高性能吸收回路，降低线路杂散电感。
（4）过热IGBT 不能完全导通，在有电流的情况下元件损耗增大，温度增加导致损坏。
（5）通讯误码率a.通讯一段时间后，突然的错误信息导致IGBT误导通使IGBT爆炸b.通讯板FPGA程序运行不稳定导致IGBT误导通使IGBT爆炸4其他原因（1）电路中过流检测电路反应时间跟不上。
（2）IGBT短路保护是通过检测饱和压降，而留给执行机构的时间一般是10us（8倍过流）在上电的时候容易烧预充电电阻和制动单元里的IGBT（3）工艺问题：铜排校着劲、螺丝拧不紧等。
（4）短时大电流：原因也有很多，比如死区没设置好、主电路过压、吸收电路未做好（5）驱动电源也是个应该特别注意的问题，该隔离加隔离、该滤波加滤波。
（6）电机冲击反馈电压过大导致IGBT爆炸。
但对于充电时爆炸的情况发生的概率不是很大。
（7）电机启动时，输入测电压瞬间跌落，电容放电。
输入测电压恢复后电容充电时的浪涌电流过大致使IGBT爆炸三．IGBT爆炸的案例案例一：变频器上电就炸，故障率大约为5%。
本来怀疑是充电电路的问题，但是这是个老机型，用过很长时间了。
后来发现由于使用了新的工厂，新工厂的配电有问题，电网电压不稳造成的。
案例二：变频器上电炸，故障率大约为2%。
一直找不到原因，后来发现一个奇怪的现象，变频器特别容易在雨天炸。
逆变器中的IGBT失效原因
逆变器中的IGBT失效原因引起IGBT失效的原因1、过热容易损坏集电极,电流过大引起的瞬时过热及其主要原因,是因散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。
如果器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致IGBT失效。
实际应用时，一般最高允许的工作温度为125℃左右。
2、超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏。
擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。
IGBT为PNPN4层结构，因体内存在一个寄生晶闸管，当集电极电流增大到一定程度时，则能使寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。
IGBT发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。
动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快，dvCE/dt很大，引起较大位移电流，也能造成寄生晶闸管自锁。
3、瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。
这种瞬态过电流虽然持续时间较短，但如果不采取措施，将增加IGBT的负担，也可能会导致IGBT失效。
4、过电压造成集电极发射极击穿或造成栅极发射极击穿。
IGBT保护方法当过流情况出现时，IGBT必须维持在短路安全工作区内。
IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。
为了防止由于短路故障造成IGBT损坏，必须有完善的检测与保护环节。
一般的检测方法分为电流传感器和IGBT欠饱和式保护。
1、立即关断驱动信号在逆变电源的负载过大或输出短路的情况下，通过逆变桥输入直流母线上的电流传感器进行检测。
当检测电流值超过设定的阈值时，保护动作封锁所有桥臂的驱动信号。
这种保护方法最直接，但吸收电路和箝位电路必须经特别设计，使其适用于短路情况。
这种方法的缺点是会造成IGBT关断时承受应力过大，特别是在关断感性超大电流时，必须注意擎住效应。
(国内标准)逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施
（国内标准）逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施•限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
希望各位高手能为指点壹二。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号壹般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流和给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正于导通的过流脉冲。
由于系统存于延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号和正于流过IGBT的电流同步，壹旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,于实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也能够从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,能够很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断壹种逆变电源的主电路是否可靠,我认为能够从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点于于如何选择匹配.其实用的均是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机于壹家防盗门厂用了九年，每天俩班16个小时于用，标称130A的小机器比当下标称200A的均好用，飞溅极少。
电焊条均能够烧到4mm的，空载电压才48V而已。
IGBT损坏原因及其预防
的反 向 电压 ＵＲ Ｍ。
在 ｔ ２ 后 ， ｉ ／ ｔ 渐碱 小至零 ， ＝ｔ之 ｄ ａ 逐 ， 电感 电 压
等 于 零 ， 极 管 承 受 电 源 电压 Ｅ， 时 电 荷 Ｑ， 坎抽 二 这 已 图 ４ ： 极 管 开 关 的 过 渡 过 程
走 完 ， 极 管处 于 承 受静 态 反 向 电压 阶 段 。 二
采 用 普 通 大 功 率 整 流 二 搬 管 。 检 测 Ｉ Ｔ 电流 Ｉ ＧＢ 的
波 形 如 图 ３所 示 。 由 波形 图可 见尖 峰 电流 约为 稳 态 电
流 幅值 ３ 以上 。尖 峰 电 流 过大 也 容 易 引起 Ｉ Ｔ损 倍 ＧＢ
坏。
图 Ｉ 斩 波 嚣 主 电路
我 们 做 了两 方 面 的试 验 工 作
（ ） 用 快 恢 复 二极 管 作 续 流 管 ２采 大尖 峰 电流 与 电机 并 联 的 续 流二 极 管 Ｄ， 的参 数
有关。 在 Ｉ Ｔ断开时， ＧＢ 电机 储 能 通 过 Ｄ 释放 ， Ｄ
处 于 正 向偏 置 ， 续疽 作 用 。 当 Ｉ Ｔ 突 然 开 通 时 ， 起 ＧＢ Ｄ 承 受 反 向 电 源 电 压 ， 二 极 管 耒 恢 复 咀 断 能 力 之 在 前， 二极 管 处 于 短 路 状 态 。普 通 二 极 管 开 关 的 过 渡 过 程 如 图 ４所 示 ， ｔ 时 ，Ｄ 反 向 电压 ， 在 ， 加 由于 这 时 ＰＮ 结 存 贮 的少 数 载 流 予 参 于导 电 ， 成 漂 移 电流 ， 电流 形 此 值 由外 加 电压 和 回路 阻 抗 所 决定 ， 由于 Ｉ ＧＢＴ导 通 ， 阻 抗 压 降 很 小 ， 以 出 现尖 峰 电 所
逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施
逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
希望各位高手能为指点一二。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,可以很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。
电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。
暂载率100％，重量也才10.5KG。
逆变焊机IGBT炸管的原因与保护措施
•逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
希望各位高手能为指点一二。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的不错,可以很好保护开关管过流.如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。
电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。
暂载率100％，重量也才10.5KG。
逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案
力仕达逆变焊机关于IGBT炸管分析和解决方案力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。
现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。
但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不能大量推广。
下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT 的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好只要IGBT功率余量足够大,电压型PWM电路可靠性基本上没有什么问题，但是相对的成本也提高了很多！但就目前来说，电焊机大多数是电流型的且输出电压并不稳定!保护器误操作的情况也经常发生，所以针对这种情况电流型比较适合当今的中国市场，可以满足绝大部分的需要!下面我们来分析一下电流型的，以PWM IC为UC3846J为例，陶瓷封装的，工作频率100KHz。
IGBT模块损坏的原因及处理方式
IGBT模块损坏的原因及处理方式IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是一种功能强大的功率半导体器件，常用于高压和高电流应用中。
但是，由于不当的操作或其他原因，IGBT模块可能会受损。
本文将探讨IGBT模块损坏的原因以及处理方式。
1.电压过高：IGBT模块具有额定电压范围，如果超过这个范围，模块可能会受到电压打击。
这可能是由于电源故障、电网突变或操作错误引起的。
处理方式：检查并确保电源和电网的电压在规定范围内，并采取合适的保护措施，如安装过压保护器或电压稳定器。
2.过电流：当IGBT模块承受超过其额定电流的电流时，可能会引发模块损坏。
这可能是由于过载、短路或其他故障引起的。
处理方式：确保电路中的电流在IGBT模块的额定电流范围内，并采取保护措施，如安装过电流保护器或熔丝。
3.温度过高：IGBT模块通常在高温环境中工作，但如果温度过高，模块的性能可能会受到损害。
这可能是由于不良的散热设计、风扇故障或长时间连续工作导致的。
处理方式：确保散热系统正常运行，并监控IGBT模块的温度，必要时采取降温措施，如增加散热器或风扇。
4.过压或逆变：在逆变器或电机驱动器等应用中，如果反馈回路发生故障或调节不当，可能会导致IGBT模块受到过高的反压或电流。
处理方式：检查反馈回路和控制系统，确保它们正常工作，适当调整参数并采取保护措施，如安装限制反压器或电流保护器。
5.静电损坏：静电电荷可能会引起IGBT模块的瞬态电流，导致模块损坏。
这可能是由于不正确的防静电措施，如不适当的接地或使用未经静电保护的工具等引起的。
处理方式：采取静电保护措施，如穿戴静电耗散衣物、接地和使用防静电工具。
6.其他因素：其他可能导致IGBT模块损坏的因素包括振动、湿度、电磁干扰等。
处理方式：检查并确保设备的可靠性设计，采取必要的防护措施，如安装减震装置、防潮剂或屏蔽设备。
总结起来，IGBT模块损坏的原因多种多样，包括电压过高、过电流、温度过高、过压或逆变、静电损坏以及其他因素。
IGBT的损害原因和对策
1. 由于是容性输入阻抗，IGBT 对门极电荷集聚很敏感，因此要保证有一条低阻抗值得放电回路。
2. 门极电路中的正偏压应为+12—15V，负偏压-2—-10V。
3. 驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离。
4. 门极驱动电路应尽可能简单实用，具有对IGBT 的自保护功能，并有较强的抗干扰能力。
2过电压损坏和静电损坏
IGBT 关断时,由于电路存在电感成分,关断瞬间产生尖峰电压,如果尖峰电压超过最高峰值电压,就会造成击穿损坏.过压损坏分为集电极-和栅级过压/栅极-发射极过压/高du/dt过压等．多数过压保护电路设计完善,但对于高du/dt所导致的过压故障,基本上采用无感电容或者RCD吸收．由于吸收电路设计吸收容量不够造成的器件损坏,对此可采用电压钳位,往往在集电极-栅极并接交纳二极管,采用栅极电压动态控制,如果集电极电压瞬间超过二极管的钳位电压时,超出电压将叠加在栅极上(米勒效应起作用),避免了因集电极-发射极过压损坏．
5 结论
该IGBT 驱动电路简单、实用，经我们长期的实验证明，该电路经济、实用、安全、可靠普遍适用于各种型号的IGBT，为普通的IGBT 用户节省资金的情况下带来了很大的方便。具有很大的应用前景。
一种新型实用的IGBT 驱动电路
时间:2007-04-24 来源: 作者:王永 刘志强 刘福贵 点击：…… 字体大小:【大 中 小】
3过热损坏
过热损坏是说结温Tj超过晶片最大温度设定,为此在结温限制在以Tjnax150度的NPN技术为主流以下!
IGBT损坏解决对策
1过电流损坏
为避免IGBT发生锁定效应损坏,电路设计应保证器件最大工作电流不超过IGBT的Idm值,同时通过加大驱动电阻延长关断时间,减少器件的 di/dt.驱动电压太小影响IGBT锁定效应,驱动电压低承受过流时间长,IGBT必须加负电压,生产厂家一般推荐加-5V左右的反偏压.再有负偏压的情况下,驱动电压在10-15V之间,IGBT发射极电流可在5-10us
IGBT逆变焊机的驱动和保护技术
I GBT逆变焊机的驱动和保护技术潘岱灿（长沙矿山研究院，湖南长沙410012）摘要：介绍了I GBT逆变弧焊机的工作原理，着重论述了I GBT的特性及驱动、保护技术。
对逆变焊机正常安全工作的关键作用，提出了设计，装配工艺和实际操作中所应注意的问题。
关键词：I GBT驱动电路；保护技术；逆变焊机1前言I GBT逆变弧焊机已日益受到各逆变焊机厂家的重视，然而，“烧管子”的问题一直困扰着人们，这严重影响了I GBT的推广使用。
研究结果表明，要保证I GBT的可靠使用，其驱动和保护电路的设计非常关键。
2I GBT逆变弧焊机的驱动和保护2.1I GBT逆变弧焊机原理及特性I GBT逆变弧焊机原理见图1。
图1I G B T逆变弧焊机原理框图1—输入整流器2—滤波器3—I GBT逆变器4—中频变压器5—输出整流器6—滤波器7—欠压检测8—欠压保护9—短路检测10—P WM11—短路保护12—空载判别13—弧推力控制14—自动引弧15—电压检测16—过热检测17—过热保护18—电流P I D调节19—电流检测20—电流给定I GBT（绝缘栅双极晶体管）是整个电路中最关键的元件，它具有MO SFET的输入阻抗高、驱动容易、开关速度快、无二次击穿和GTR的通态压降低、高压大电流化容易等特点，其等效电路图见图2。
I GBT由四层PNP组成，形成了一个寄生晶闸管，此寄生晶闸管一旦导通，I GBT的栅极便失去控制作用，而产生所谓“擎住现象”，从而损坏I GBT。
“擎住现象”有静态擎住和动态擎住两种。
流过I G-BT的稳态电流过大或开关速度过快均会产生擎住现象，应尽可能避免焊机工作时过热、过流，并抑制开关时的浪涌电压等，从而减少擎住现象。
图2I G B T等效电路2.2I GBT对驱动电路的要求I GBT对驱动电路的要求包括：（1）提供适当的正、反向驱动输出电压；（2）有足够的瞬时功率或瞬时电流输出能力；（3）尽可能短的输入输出信号传输延时；（4）很强的输入输出隔离能力；（5）具有可靠的过流或保护能力。
试验器件IGBT爆炸事件调查报告
Q/ZF-120A 270V高压直流发电子系统试验器件IGBT爆炸事件调查报告一、事件基本情况1、发生时间2024年5月28日16点30分2、发生地点2号楼1楼电机试验区电源系统试验室43、现场情况Q/ZF-120A 270V高压直流发电子系统在进行脉冲负载试验时，控制电路中IGBT（绝缘栅双极晶体管）器件发生爆炸起火，研发部控制室员工邓一立即关闭电源，电气室员工莫二拿灭火器进行灭火。
现场除测试使用的IGBT器件烧坏外，无其他设备设施损坏，无人员受伤。
4、事件经过16点30分，邓一、莫二在做Q/ZF-120A 270V高压直流发电子系统脉冲负载试验，搭建的模拟脉冲负载控制电路中IGBT器件发生爆炸并产生明火。
16点30分，邓一立即关闭电源，莫二拿灭火器进行灭火。
16点30分，明火被扑灭。
二、事件原因分析1、原因调查情况（1）2023年6月，主机要求对Q/ZF-120A 270V高压直流发电子系统做脉冲试验（此试验会持续存在大功率60KW的变化，对应电流200A），之前无此项试验要求。
（2）因无合适负载设备（专用电子负载柜）做此试验，2023年6月，研发部控制室经讨论后决定采用分立器件IGBT（额定电流600A）通断控制负载（已有的阻性负载）来模拟脉冲负载进行测试（处于尝试阶段）。
测试过程中IGBT器件出现烧毁爆炸情况，存在风险。
（烧毁原因为高电压、大电流、散热不良等因素）（3）2023年9月，为避免使用IGBT器件进行试验，研发部控制室提报2台30KW电子负载柜（型号IT8960E-600-2400）采购计划，同年12月投入使用。
（4）2024年3月，研发部控制室考虑后期大功能发电机试验需求，决定将2台30KW（总功率60KW）电子负载柜更换为4台48KW（总功率192KW）电子负载柜（型号IT8948E-1200-1920）。
（5）2024年5月6日，研发部控制室将2台30KW电子负载柜拆除由采购部发回厂家，6月17日2台48KW电子负载柜到货（研发部控制室监督厂家安装调试设备），另外2台还未到货。
逆变焊机炸管维修技巧
逆变焊机炸管维修技巧：
1、换管：换已炸的场效应管，最好用同型号的拆机管，性能稳定成本低
2、上板检查：发生炸管，往往对应另一侧的管都会烧掉，同时G极电阻也会受到牵连。
最好把上板的每一个元件都检查一遍(也没几个元件)。
电路板有炸黑的地方，清理干净。
3、驱动电路检查：重点检查驱动变压器小板，炸管很多时候与此板有关，故障
多是二极管和稳压管损坏。
因为板上有低阻值的电阻与二极管并联，在路检测较难，需要从上板拆下小板，再拆开电阻来测量。
注意，此板的稳压管各种机型不
一样，多是3.3V或5.1V。
4、试机;更换完损坏的零件，安装好之后，试机
上板先不要接主电源试机，这时应该风扇运转正常，主电源电压常，指示灯、电压表正常。
这时测主电源电压（双电源接220V为例）630V左右。
小板的四个输出电压，直流档测，应该都是2.5V（交流比较难定，不同万用表结果相差很大）。
有条件的，最好用示波器检测。
驱动波形电压正常后，可接主电源，开机。
这时再测量电压，会发现四组驱动电压，两侧会有区别，一侧跟不接时差不多，另一侧变化比较大。
用示波器波形显示，变化一侧带有寄生波形，跟胆机的输出变压器波形极为相似。
是因为变频电路所产的，属正常。
5、仪器使用：A，示波器或焊机要有一方接隔离变压器，B,最好用500型机械万用表（带2500V档，数字在高频下不准容易被主电源击坏）。
IGBT焊接电源方案及炸管对策
IGBT焊接电源方案及炸管对策IGBT焊接电源方案及炸管对策实用IGBT焊接电源方案及炸管对策!逆变电焊机=逆变焊接电源+焊接装置.只要做好逆变焊接电源,那么系列产品就迎刃而解.影响逆变焊接电源可靠性的主要问题是“炸管”!为了研究“炸管“!首先分析逆变焊接电源的构成原理:可以概括为:一个“桥路“,和二个“回路“.1.1一个“桥路“;选取的方案有硬开关及软开关电路,目前比较有实用价值的软开关电路叫有限双极性,但本人认为其电路有一臂是软开关,而另一臂是更加硬的硬开关,更易“炸管“!商品机当前不易采用!1.2“桥路“有H型全桥“----时代、奥太、威特力、瑞凌等品牌采用.“半桥“----威特力、瑞凌等品牌采用.“单端”----以前一烘而上时期流行过,现今很少采用.1.3“桥路“的吸收电路----繁杂的R.C.D吸收电路,往往是“炸管“的重要诱因!二个回路,1.是主电流回路----从整流泸波、逆变桥路、主变压器、二次整流、输出电感、负载电弧.2. 是控制回路----从输出取样、运放(PI)、脉宽调节器(PWM)、驱动电路、控制功率开关元件IGBT.在选择焊接电源方案首先要防止炸管,让IGBT工作得更好!我个人的观点;主电流回路引发“炸管“----是回路杂散电感与快速开关电流引发的”过压”。
控制回路引发“炸管“----是控制不良使IGBT运行轨迹超出它的安全工作区而损坏.主回路的分布电感Ls及快速变化的电流di/dt引起铃振产生高压.主变压器的漏感也会引起极大冲击电流.实际上主要解决结构及主变的工艺,以及直流供电源(535V)有良好的高频通路.电源的滤波电路:以往用电解电容,但电解电容在高频下阻抗有毫欧级,发热老化,应是“炸管“重大原因!并联CBB电容可提供高频电流通路,但许多焊机并联的电容只有100n或474,几乎杯水车薪不起作用!实用应并CBB61.10- 70微法~450V,有良好效果.滤波良好的电流波形顶端线条较细(照片用闪光灯变粗,)主变压器的方案:S1-初级导线总截面积,S2-次级导线总截面积,对次级全波整流电路,则S2=1.41S1为最好方案.磁芯用EE128,窗口柱长,漏感小,是WS315机型最合理选择.ZX7-400则首选非晶环!用UF66这类磁芯比较适宜于半桥电路!实际上主变压器是整机可靠性关键,大多数波形不良的机器调正线路上元件毫无意义!所以节省别处也决不要省主变压器.上图为典型不良驱动波形!驱动前沿不快!上冲尖角表示驱动有漏感(脉冲变压器差)!顶降为能量不足.IGBT有效安全工作电流大打折扣!(估计5折)很易炸管.开关频率高,耐冲击电流大,但稳态总损耗也大.这是矛盾!由于IGBT关断拖尾电流造成开关过程的最重损耗,所以工作频率在20-30KHz合适.目前,IGBT的技术进步很快,据报导;无拖尾的IGBT己试制成功.将来会有更加安全工作的IGBT供焊机应用.早年我们使用IGBT炸管极多,很多老型号的60-100有时关机就坏!几乎不能测耐压,图示仪打耐压一到拐点就永久失效.选新型号的IGBT要选Ices大一些.列几个供参考;BSM50GB120DN2------Ices=0.8---3.5mASKM75GB128D------Ices=0.1---0.3mAFGL60N100BNTD-----Ices=1mA一般二手的igbt最好别用!!。
如何让逆变焊机修理时不炸管
如何让逆变焊机修理时不炸管
调压器在修理焊机时可以用低电压来测试驱动波形，避免因驱动波形不正确引起的炸管。
电阻箱是在调试整机规范时必须用的设备。
有了这些能够减少一些炸管的可能，在低压试验正常的条件下，加上高压时有可能因为其他如干扰等原因，还会造成炸管情况，但这样也并不能完全杜绝。
现在修理调脉宽的逆变焊机大部分采用限流和降压两种方法，限流的方法实际上是套用了修开关电源的方法，论坛上也有朋友谈及过，就是在进线中串入较大的灯泡或电阻丝（或大功率线绕电阻），以串灯泡的方法比较直观，如果被修设备中有短路状况，灯泡就会直接发光显示，但因灯泡只有220V电压标准的，所以在修理三相电源输入的焊机中，有严重短路时灯泡会爆炸，不太合适采用，这时候可以用其他方法限流。
用降压的方法也是为了在试验中限制功率，在逐渐升高电压时，一般用观察输出的稳定情况和听取有无异常声音等炸管前的异常征兆，发现失常，立即断电，以减少损失。
对于调频率的可控硅逆变焊机，由于输入电压过低时不能正常工作，又没有线性关系，用调压器试验比较合适。
实际上大部分逆变焊机在修理过程中，都采用断开主电源，只加辅助电源（供控制电路的）的方法来检修，此时可以很安全的检测驱动波形，在排除驱动部分故障的情况下，再在主电源的位置加入低压电源，此时，则可检测环路的工作状况以及焊机的输出是否正常。
此时，已可避免很多炸管的可能性。
在检修疑难故障和必须对焊机控制系统进行重新调整时，就需要负载箱和调压器做如同出厂调整一样的工作。
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•逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施
限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。
希望各位高手能为指点一二。
1电压型PWM控制器过流保护固有问题
目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。
当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。
IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。
由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。
2电流型过流保护
电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。
由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。
电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好.
同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的
不错,可以很好保护开关管过流.
如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波
形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配.
其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。
电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。
暂载率100％，重量也才10.5KG。
当年我设计时是很保守的，光散热器就用了4.5KG，还有输入滤波电感，也有1.6KG重，对电网一点干扰都没有。
当时应用的PWM IC是国内罕见的UC3846J，陶瓷封装的，工作频率100KHz。
线路板颇难制作，电流反馈采用互感器采样峰值电流和霍尔采样平均电流，双环反馈。
电流型控制的好处很多，峰值电流不仅仅是做保护用，更重要的，他参与了大环路反馈的控制。
简单而言，就是用误差放大器的输出去控制峰值电流，因此可以做到半个周期（5微秒）内就可以作出响应，放大器的响应速度反而没那么重要了，尽管UC3846的误差放大器速度很快。
有时为了得到比较慢的响应速度还特意减慢放大器的响应速度，例如在进行氩弧焊时，过快的响应速度反而会使电弧特性变硬。
但是，一台逆变焊机的好坏不仅仅是采用何种IC去控制，另外
一个关键点就是驱动电路的参数。
这个参数要根据主开关元件和输出整流二极管的特点来作调整，缓冲电路的配置也很重要。
一台成功的焊机每一个环节都要做到完美，并不一定要花很多钱，关键还是一个配合问题。
国内的工程师知识面太窄，又缺乏技术交流，这样子会继续拉大与进口产品的差距，本人愿意把自己所知道的全部提供给大家，以推动我国电力电子技术的发展。
给出一种典型的设计方法。
例如：400A手工焊机。
手工焊机在所有逆变焊机中是最难做的一种，他的负载动态范围是最大的。
基本设计思路：电路极限值的工程估算
1。
确定焊机容量，按公式计算有载电压＝20＋0.04＊400＝36V，计入整流管压降以及电缆压降取40V。
空载电压取60V，这样主变匝比9（以输入380V三相计算）
2。
估算初级峰值电流以确定主开关元件容量，取最大电流／匝比＊120％＝53A，查参数手册应选用75A，1200VIGBT（以主电路全桥计算）。
视不同厂家的IGBT工作频率可在22－28KHz 之间选择。
3。
主变的计算，过程略。
大家都知道。
4。
主控电路的确定，刚才说了，为保证主开关元件的安全和输出动特性，应采用电流型控制，UC3846或UC3825的资料请上网查寻。
反馈还是老一套，电流互感器＋霍尔。
5。
驱动参数的确定。
大家可能都会采用驱动IC吧？其实在输出电压不是很高的场合根本没必要，采用脉冲变压器单极性驱动就可以了，既便宜又可靠。
驱动IC的负压主要是用在变频器之类的场合，为防止二极管恢复压而设置的，焊机就不存在这个问题，用负压反而容易造成IGBT自锁而失效。
6。
栅电阻的取值。
在主变内穿一根线，再接入示波器观察，此时应用调压器降低输入电压，将输出短路。
看电压尖峰是在前沿还是后沿，后沿的尖峰高表明整流管的恢复速度慢了，需要降低IGBT的导通速度，前沿尖峰过高表明IGBT关断速度过快，也应该降低关断速度。
7。
缓冲电路。
初级用RC回路直接接入主变两端，接入点尽量靠近IGBT，次级也用RC回路，接于二极管两端。
一般来讲，大功率最好选择全桥电路，主开关元件开关应力最小。
单向偏磁在电流型IC的控制下不复存在，主变连接时无需隔直电容。
注意：电流型控制不能用于半桥电路！！！
电感的确定：正常情况下按3000／f(KHz)=微亨来计算。
例如1 00KHz，30微亨，25KHz，120微亨。
制作电感时注意电感电流容量以及磁通是否会饱和，一旦磁通饱和的话，不会烧IGBT，但是电弧特性明显变差，严重时将会频繁断弧。
120－170微亨，400A的电感采用60＊60＊200的矩形铁芯，用4＊10的丝包扁铜线立绕，绕满时电感量就约为170微亨。
采用此方法制作的手工焊机电弧稳定，起弧容易，电流不过冲。
最大程度的保证了焊
接工艺的稳定。
大家可以在此基础上再发展出其他品种的焊机，例如CO2焊机，只要把送丝机的速度控制改成弧长反馈就可以得到变速送丝CO2焊机，他将具有下降特性的所有优点，最明显的就是飞溅极小，是因为短路时无过冲电流而得到的。
改变U C3846放大器的参数，甚至还可以做到短路过渡时电流为一个很小的值，短路恢复后立刻起弧，进入下一个过程。
最顶级的做法就是像我一样采用电弧功率反馈控制送丝机，当时采用的IC是UC3825，接成电压型线路，辅以同步短路电流控制。
当时的乘法器为了节省成本没有使用AD532，而是别出心裁使用了SG3525作为数字乘法器。
实践证明性能优秀，是毫不逊色于AD532，温度稳定性和零点还优于激光调零的AD532。
我曾经仿制过威特力ZX7-500焊机，可是经常炸IGBT，它采用全桥电路，2 只SIMENS 100A IGBT,整流二极管是MUR200 40. 主变压器材用4对EE55 core,(有点记不清了）。
电抗器采用矽钢片。
??PWM IC 是3525，驱动使用4个57959。
能否帮我分析一下可能的原因？如果需要，我把原理图传上来！！
再请教一个问题，主变压器一般怎样设计，包括计算和制作工艺。
你是从里到外全部仿照威特力的吗？包括工艺？主变压器的计
算方法和普通工频变压器一样，只是因为是方波，系数不是4.4 4,要改为4而已。
公式为：最少匝数＝{最高电源电压＊最大占
空比（常取90％）＊10－e8}/(4*频率＊磁感应强度（20KHz常取2000Gs）＊磁芯截面积）。
主变的尺寸主要是看暂载率。
它决定了线包的的截面积。
一般来讲有风冷的主变电流密度取4－5A／mm2，截面积确定以后根据暂载率的高低再进行调整。
乘以系数，其值为暂载率的平方根。
初级线包通常绕在里面，以使用铜箔为最方便。
次级线包由于高频大电流的集肤效应和邻近效应，用铜箔并不是很合适，即使用多层相互绝缘的铜箔也无济于事。
威特力的主变工作于满载时，只要5分钟，次级铜板温度就可以超过130度。
此时用丝包线成为最佳选择。
丝包线其实不很贵，贵只是贵在多股细丝绞合线。
用0.2mm以上的漆包线绞制的丝包线比漆包线贵不了多少。
逆变焊机里面软件最重要的是控制方式，硬件里面最重要的就是主变了。
另外，20KHz的主变其尺寸不宜太小，过小的磁芯将会造成功率无法输出。
象500A级的主变通常要用到EE128的磁芯两副才有较好的性能。
暂载率是指工作周期内工作时间占的比例，按国家标准工作周期是按10分钟计算，实际工作几分钟就说暂载率是百分之几十。
实际上这个指标当初是针对工频焊机的。
逆变焊机的热容量不大，按暂载率去减少原料不是很合适，尤其是主变压器。
工人可不会按你的标称暂载率去使用，例如标称60％暂载率的焊机，你不能指望工人用6分钟，再休息4分钟。
所以缩小的主变和散热器很容易过热。
经常有这样的情况，焊机作负载试验没问题，一到实际场合就出洋相，多少都有这个原因。
关于绝缘栅类的开关元件其驱动电路的关断速度均需很快，开关元件的开关速度靠调整栅级电阻来调整。
其典型驱动电路请参照MOTOROLA公司的专著－－TMOS功率场效应管一书，他是采用二极管单向整流，PNP晶体管放电关。