IGBT短路测试方法详解
HVIGBT短路测试说明
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5uH负载短路试验（3）
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5uH负载短路试验（4）
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负载短路测试
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负载短路测试电流上升规律
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实测短路波形
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短路试验损坏模块的 失效分析报告
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建 议
根据三菱工厂的失效分析报告和 实测Vce和Ic曾经达到3.1kV和 15800A的事实，我们建议测试 过程中增加短路电缆的电感量， 以限制短路电流峰值
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CM1200HC-66H 短路测试探讨
三菱电机机电（上海）有限公司半导体事业部
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提 纲
短路安全工作区的定义 5uH负载短路测试结果 贵司的短路试验方法和波形 损坏模块的失效分析结果 建议
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SCSOA的定义：测试方法
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SCSOA曲线
4
5uH负载短路试验平台
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5uH负载短路试验（1）
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5uH负载短路试验（2）
IGBT短路测试方法详解
IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置的过程中，我们需要做很多的测试，但是短路测试常常容易被忽略，或者虽然对装置实施了短路测试，但是实际上并不彻底和充分。
下面2种情况比较常见：1. 没有实施短路测试，a. 因为觉得这个实验风险太大，容易炸管子，损失太大；b. 觉得短路时电流极大，很恐怖；2. 实施了短路测试，但测试标准比较简单，对短路行为的细节没有进行观察本文将详细介绍正确的，完整的短路测试方法，及判断标准。
短路的定义（1）：桥内短路（直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中的电感量很小(100nH级)VCE sat 检测桥臂间短路（大电感短路）命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中的电感量稍大(uH级的)可以使用Vcesat ，也可以使用霍尔，根据电流变化率来定这类短路的回路中的电感量是不确定的一类短路测试的实施方法一：下图为实施一类短路测试时的示意图。
电网电压经过调压器，接触器，将母线电容电压充到所需要的值，再断开接触器。
上管IGBT的门极被关断，且上管用粗短的铜排进行短路。
对下管IGBT释放一个单脉冲，直通就形成了。
这就是一个典型的一类短路测试。
一类短路测试的实施方法一的注意事项：该测试需要注意的事项：1. 该测试的关注对象是电容组，母排，杂散电感，被测IGBT；2 短路回路中的电感量很低，所以上管的短路排的电感量可以极大地影响测量的结果，因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”的长短和粗细；3. 短路测试的能量全部来自母排电容组，通常来说，虽然短路电流很大，但是因为时间极短，所以这个测试所消耗的能量很小，实验前后电容上的电压不会有明显变化；4. 上管IGBT是被一直关断的，但是这个器件不可或缺，因为下管被关断后，短路电流还需要由上管二极管续流；5. 该测试需要测量三个物理量，分别是，下管的Vce，Vge，及Ic；6. 电流探头需要测量图中Ic的位置，而不是短铜排的电流，这两个位置的电流波形是不同的；7. 下管IGBT的脉冲需要严格控制，最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8. 环境温度对实验结果有较大的影响，通常datasheet给出的高结温的结果；对应用者而言，常温实验是比较现实的；但低温时的短路测试会比较苛刻，如果系统规格有低温要求时，是有必要进行测试的；9. 在此实验前需要对直流母排的杂散电感有一定的评估，或者用双脉冲测试方法对IGBT 关断时的电压尖峰进行评估，以把握好短路时的电压尖峰，这个值可能会非常高；实验步骤及方法：1. 在弱电情况下，确认所发单脉冲的宽度；2. 将母线电压调至20~30V，发送一个单脉冲，此时也会发生短路，会有一定的电流，利用此步骤确认电流探头的方向及其他各物理量测量正确，同时确认示波器能正确捕捉该瞬间；这个步骤会比较安全；3. 短路测试时，母线不宜过低，否则可能会见到一些奇异的震荡；对于1200V 的IGBT，母线为500V起；1700V的IGBT，母线为700V起；3300V的IGBT，1000V 起；4. 母线加到额定点，将进线接触器断开，放出单脉冲，装置会发出“咚”的一声响，确认示波器捕捉到该时刻；5. 通常来说，如果一切都设置正确的话，短路测试是很容易成功的，但也可能由于某些细节没有处理好，存在一定的几率，该测试会失败——这个IGBT会失效，并将电容的能量全部放掉，一般不会爆炸得很厉害；存在问题的波形：下图是一个在真实装置开发中有问题的结果，如果不做调整这个IGBT会面临较大风险。
04 IGBT 在系统中的短路及其保护
STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.IGBT 在系统中的短路及其保护何晓东概述本文主要简单探讨IGBT 在低压中小功率系统使用中几种常用的短路保护，着重介绍采用检测Vce 的方式。
简单阐述了短路保护的工作原理以及保护线路设计的合理性。
短路保护方案介绍常用短路保护设计中，电流采样主要有三种方式，分别是： N-BUS （零线）分流电阻检测，输出霍尔检测，Vce 电压检测。
图1通过在母线回路中串联一个阻值很小电阻，根据欧姆定律将电压信号作为作为判别短路的依据。
这种方式具有较高的精度和灵敏度，而且能够保护对地短路，缺点是只适合小功率机器，大电流对电阻的功率要求太高。
随着霍尔的响应时间不断提升，使其不单具有换算电流大小的功能，还可以通过硬件电路实现对短路电流的保护。
由于霍尔检测的响应时间问题，可靠性相对低于其他两种方式。
由于霍尔传感器安装在输出端，所以没有办2010—09—23STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD.法保护上下管直通。
光耦保护IGBT是通过检测C-E电压来实现的，根据Vce与Ic之间关系，当Ic迅速上升，Vce跟着上升。
当Vce值上升到达保护点电压，那么光耦就会自身实现软关断，同时将错误信号送给DSP，整个过程一般在5-10us 之间。
由于此类保护灵敏度非常高，精度比较差，所以只适合短路保护。
图2为GD200HFL120C2S的Vce与Ic的关系图，随着Vce的上升，IC上升的幅度在变大，+7V时的Ic，其实远远超出了模块的短路电流。
在做动态短路测试时，L，Vg，tr，tf等参数有严格且稳定的控制，电流一般会被控制在8-10倍的Ic，如图3所示，但在系统上测试短路，由于开关特性、回路负载和干扰，电流往往会上升的比较高。
图2常见的短路保护驱动光耦（一）PC929PC929是变频器行业常见的驱动光耦，自带短路保护功能（PC923无保护），由于其输出峰值电流只有0.4A，在驱动较大功率IGBT时，需要在后端经过对管放大才能驱动IGBT。
IGBT短路测试方法详解
IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置的过程中，我们需要做很多的测试，但是短路测试常常容易被忽略，或者虽然对装置实施了短路测试，但是实际上并不彻底和充分。
下面2种情况比较常见：1. 没有实施短路测试，a. 因为觉得这个实验风险太大，容易炸管子，损失太大；b. 觉得短路时电流极大，很恐怖；2. 实施了短路测试，但测试标准比较简单，对短路行为的细节没有进行观察本文将详细介绍正确的，完整的短路测试方法，及判断标准。
短路的定义（1）：桥内短路（直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中的电感量很小(100nH级)VCE sat 检测桥臂间短路（大电感短路）命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中的电感量稍大(uH级的)可以使用Vcesat ，也可以使用霍尔，根据电流变化率来定这类短路的回路中的电感量是不确定的一类短路测试的实施方法一：下图为实施一类短路测试时的示意图。
电网电压经过调压器，接触器，将母线电容电压充到所需要的值，再断开接触器。
上管IGBT的门极被关断，且上管用粗短的铜排进行短路。
对下管IGBT释放一个单脉冲，直通就形成了。
这就是一个典型的一类短路测试。
一类短路测试的实施方法一的注意事项：该测试需要注意的事项：1. 该测试的关注对象是电容组，母排，杂散电感，被测IGBT；2 短路回路中的电感量很低，所以上管的短路排的电感量可以极大地影响测量的结果，因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”的长短和粗细；3. 短路测试的能量全部来自母排电容组，通常来说，虽然短路电流很大，但是因为时间极短，所以这个测试所消耗的能量很小，实验前后电容上的电压不会有明显变化；4. 上管IGBT是被一直关断的，但是这个器件不可或缺，因为下管被关断后，短路电流还需要由上管二极管续流；5. 该测试需要测量三个物理量，分别是，下管的Vce，Vge，及Ic；6. 电流探头需要测量图中Ic的位置，而不是短铜排的电流，这两个位置的电流波形是不同的；7. 下管IGBT的脉冲需要严格控制，最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8. 环境温度对实验结果有较大的影响，通常datasheet给出的高结温的结果；对应用者而言，常温实验是比较现实的；但低温时的短路测试会比较苛刻，如果系统规格有低温要求时，是有必要进行测试的；9. 在此实验前需要对直流母排的杂散电感有一定的评估，或者用双脉冲测试方法对IGBT关断时的电压尖峰进行评估，以把握好短路时的电压尖峰，这个值可能会非常高；实验步骤及方法：1. 在弱电情况下，确认所发单脉冲的宽度；2. 将母线电压调至20~30V，发送一个单脉冲，此时也会发生短路，会有一定的电流，利用此步骤确认电流探头的方向及其他各物理量测量正确，同时确认示波器能正确捕捉该瞬间；这个步骤会比较安全；3. 短路测试时，母线不宜过低，否则可能会见到一些奇异的震荡；对于1200V的IGBT，母线为500V起；1700V的IGBT，母线为700V起；3300V的IGBT，1000V起；4. 母线加到额定点，将进线接触器断开，放出单脉冲，装置会发出“咚”的一声响，确认示波器捕捉到该时刻；5. 通常来说，如果一切都设置正确的话，短路测试是很容易成功的，但也可能由于某些细节没有处理好，存在一定的几率，该测试会失败——这个IGBT会失效，并将电容的能量全部放掉，一般不会爆炸得很厉害；6. 第一次发10us的脉冲实际上是一种尝试性测试，其目的是，在尽量低风险的情况下，对设备的短路性能进行最初步的摸底；7. 如果第一次10us测试已经发现波形有问题，则需要整改；8. 如果第一次10us测试发现IGB没有发生退饱和现象，则可能意味着短路回路电感量太大，需要整改；9. 如果第一次10us测试发现波形正常，可以脉冲延长至12us，再做，再延长到15us，再做，如果发现驱动器释放出来的脉冲不再增长，则意味着驱动器对IGBT进行了保护，否则，意味着驱动器保护电路设置有问题，需要整改；对结果的评判（1）下图为某一个测试结果，1. 用电流的上升率di/dt求出短路回路中的全部电感量，再减去之前测出的杂散电感，就能得到插入的铜排的感量；2. 关注短路电流的最高值，与datasheet中标注的值进行比较，是否过高，电流是否有震荡；3. 从IGBT退饱和算起，至电流被关断，期间的时间是否控制在10us内，这个条件是不可以妥协的；某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，@CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge4. 短路电流的峰值与门极钳位电路有很大的关系，如果门极钳位性能不好，短路电流峰值会很高；5. 关注Vce电压，需要多久才退饱和，在关断时刻时，Vce电压尖峰有多高，是否存在危险，有源钳位是否动作；6. 门极电压的评判需要比较谨慎，因为这个测试di/dt及du/dt都很大，门极探头很容易测不准某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，@CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge另一个IGBT的测试结果：下图是另外一个1700V的IGBT的一类短路测试结果。
IGBT管的万用表检测方法
IGBT管的万用表检测方法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、C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3．5kΩl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C、C极间正向压降约为0．5V。
综上所述，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。
实际维修中IGBT管多为击穿损坏。
达林顿管的检测方法和参数达林顿晶体管DT（Dar1ington Transistor）亦称复合晶体管。
它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。
图1是由两只NPN或PNP型晶体管构成达林顿管的基本电路。
假定达林顿管由N只晶体管（TI-Tn）组成，每只晶体管的放大系数分别这hFE1、hFE2、hFEn。
则总放大系数约等于各管放大系数的乘积：hFE≈hFE1·hFE2……hFEn因此，达林顿管具有很高的放大系数，值可以达到几千倍，甚至几十万倍。
利用它不仅能构成高增益放大器，还能提高驱动能力，获得大电流输出，构成达林顿功率开关管。
在光电耦合器中，也有用达林顿管作为接收管的。
达林顿管产品大致分成两类，一类是普通型，内部无保护电路，另一类则带有保护电路。
IGBT的检测方法
IGBT的检测办法【1 】IGBT有三个电极,分离称为栅极G(也叫掌握极或门极).集电极C(亦称漏极)及发射极E(也称源极)一.用指针式万用表对场效应管进行判别（1）用测电阻法判别结型场效应管的电极依据场效应管的PN结正.反向电阻值不一样的现象,可以判别出结型场效应管的三个电极.具体办法：将万用表拨在R×1k档上,任选两个电极,分离测出其正.反向电阻值.当某两个电极的正.反向电阻值相等,且为几千欧姆时,则该两个电极分离是漏极D和源极S.因为对结型场效应管而言,漏极和源极可交换,剩下的电极肯定是栅极G.也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）随意率性接触一个电极,另一只表笔依次去接触其余的两个电极,测其电阻值.当消失两次测得的电阻值近似相等时,则黑表笔所接触的电极为栅极,其余两电极分离为漏极和源极.若两次测出的电阻值均很大,解释是PN结的反向,即都是反向电阻,可以剖断是N沟道场效应管,且黑表笔接的是栅极;若两次测出的电阻值均很小,解释是正向PN结,等于正向电阻,剖断为P沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极.若不消失上述情形,可以更换黑.红表笔按上述办法进行测试,直到判别出栅极为止.（2）用测电阻法判别场效应管的利害测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极.栅极与源极.栅极与漏极.栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的利害.具体办法：起首将万用表置于R×10或R×100档,测量源极S与漏极D之间的电阻,平日在几十欧到几千欧规模（在手册中可知,各类不合型号的管,其电阻值是各不雷同的）,假如测得阻值大于正常值,可能是因为内部接触不良;假如测得阻值是无限大,可能是内部断极.然后把万用表置于R ×10k档,再测栅极G1与G2之间.栅极与源极.栅极与漏极之间的电阻值,当测得其各项电阻值均为无限大,则解释管是正常的;若测得上述各阻值太小或为通路,则解释管是坏的.要留意,若两个栅极在管内断极,可用元件代换法进行检测.（3）用感应旌旗灯号输人法估测场效应管的放大才能具体办法：用万用表电阻的R×100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,给场效应管加上1.5V 的电源电压,此时表针指导出的漏源极间的电阻值.然后用手捏住结型场效应管的栅极G,将人体的感应电压旌旗灯号加到栅极上.如许,因为管的放大感化,漏源电压VDS和漏极电流Ib都要产生变更,也就是漏源极间电阻产生了变更,由此可以不雅察到表针有较大幅度的摆动.假如手捏栅极表针摆动较小,解释管的放大才能较差;表针摆动较大,标明管的放大才能大;若表针不动,解释管是坏的.依据上述办法,我们用万用表的R×100档,测结型场效应管3DJ2F.先将管的G极开路,测得漏源电阻RDS为600Ω,用手捏住G极后,表针向左摆动,指导的电阻RDS为12kΩ,表针摆动的幅度较大,解释该管是好的,并有较大的放大才能.应用这种办法时要解释几点：起首,在测试场效应管用手捏住栅极时,万用表针可能向右摆动（电阻值减小）,也可能向左摆动（电阻值增长）.这是因为人体感应的交换电压较高,而不合的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不合（或者工作在饱和区或者在不饱和区）所致,实验标明,多半管的RDS增大,即表针向左摆动;少数管的RDS减小,使表针向右摆动.但无论表针摆动偏向若何,只要表针摆动幅度较大,就解释管有较大的放大才能.第二,此办法对MOS场效应管也实用.但要留意,MOS场效应管的输人电阻高,栅极G 许可的感应电压不该过高,所以不要直接用手去捏栅极,必须用于握螺丝刀的绝缘柄,用金属杆去碰触栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极,引起栅极击穿.第三,每次测量完毕,应该G-S极间短路一下.这是因为G-S结电容上会充有少量电荷,树立起VGS电压,造成再进行测量时表针可能不动,只有将G-S极间电荷短路放失落才行.（4）用测电阻法判别无标记的场效应管起首用测量电阻的办法找出两个有电阻值的管脚,也就是源极S和漏极D,余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2.把先用两表笔测的源极S与漏极D之间的电阻值记下来,对换表笔再测量一次,把其测得电阻值记下来,两次测得阻值较大的一次,黑表笔所接的电极为漏极D;红表笔所接的为源极S.用这种办法判别出来的S.D极,还可以用估测其管的放大才能的办法进行验证,即放大才能大的黑表笔所接的是D极;红表笔所接地是8极,两种办法检测成果均应一样.当肯定了漏极D.源极S的地位后,按D.S的对应地位装人电路,一般G1.G2也会依次瞄准地位,这就肯定了两个栅极G1.G2的地位,从而就肯定了D.S.G1.G2管脚的次序.（5）用测反向电阻值的变更断定跨导的大小对VMOSN沟道加强型场效应管测量跨导机能时,可用红表笔接源极S.黑表笔接漏极D,这就相当于在源.漏极之间加了一个反向电压.此时栅极是开路的,管的反向电阻值是很不稳固的.将万用表的欧姆档选在R×10kΩ的高阻档,此时表内电压较高.当用手接触栅极G时,会发明管的反向电阻值有显著地变更,其变更越大,解释管的跨导值越高;假如被测管的跨导很小,用此法测时,反向阻值变更不大.二.场效应管的应用留意事项（1）为了安然应用处效应管,在线路的设计中不克不及超出管的耗散功率,最大漏源电压.最大栅源电压和最大电流等参数的极限值.（2）各类型场效应管在应用时,都要严厉按请求的偏置接人电路中,要遵照场效应管偏置的极性.如结型场效应管栅源漏之间是PN结,N沟道管栅极不克不及加正偏压;P沟道管栅极不克不及加负偏压,等等.（3）MOS场效应管因为输人阻抗极高,所以在运输.贮藏中必须将引出脚短路,要用金属屏障包装,以防止外来感应电势将栅极击穿.尤其要留意,不克不及将MOS场效应管放人塑料盒子内,保管时最好放在金属盒内,同时也要留意管的防潮.（4）为了防止场效应管栅极感应击穿,请求一切测试仪器.工作台.电烙铁.线路本身都必须有优越的接地;管脚在焊接时,先焊源极;在连入电路之前,管的全体引线端保持互相短接状况,焊接完后才把短接材料去失落;从元器件架上取下管时,应以恰当的方法确保人体接地如采取接地环等;当然,假如能采取先辈的气热型电烙铁,焊接场效应管是比较便利的,并且确保安然;在未关断电源时,绝对不成以把管插人电路或从电路中拔出.以上安然措施在应用处效应管时必须留意.（5）在装配场效应管时,留意装配的地位要尽量防止接近发烧元件;为了防管件振动,有须要将管壳体紧固起来;管脚引线在曲折时,应该大于根部尺寸5毫米处进行,以防止弯断管脚和引起漏气等.对于功率型场效应管,要有优越的散热前提.因为功率型场效应管在高负荷前提下应用,必须设计足够的散热器,确保壳体温度不超出额定值,使器件长期稳固靠得住地工作.总之,确保场效应管安然应用,要留意的事项是多种多样,采纳的安然措施也是各类各样,宽大的专业技巧人员,特殊是宽大的电子快活爱好者,都要依据本身的现实情形动身,采纳切实可行的办法,安然有用地用好场效应管.三.VMOS场效应管VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管,其全称为V型槽MOS场效应管.它是继MOSFET之后新成长起来的高效.功率开关器件.它不但继续了MOS场效应管输入阻抗高（≥μA阁下）,还具有耐压高（最高1200V）.工作电流大（1.5A～100A）.输出功率高（1～250W）.跨导的线性好.开关速度快等优秀特征.恰是因为它将电子管与功率晶体管之长处集于一身,是以在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）.功率放大器.开关电源和逆变器中正获得普遍应用.VMOS场效应功率管具有极高的输入阻抗及较大的线性放大区等长处,尤其是其具有负的电流温度系数,即在栅-源电压不变的情形下,导通电流会随管温升高而减小,故不消失因为“二次击穿”现象所引起的管子破坏现象.是以,VMOS管的并联得到普遍应用.众所周知,传统的MOS场效应管的栅极.源极和漏极大大致处于统一程度面的芯片上,其工作电流根本上是沿程度偏向流淌.VMOS管则不合,从图1上可以看出其两大构造特色:第一,金属栅极采取V型槽构造;第二,具有垂直导电性.因为漏极是从芯片的不和引出,所以ID不是沿芯片程度流淌,而是自重掺杂N+区（源极S）动身,经由P沟道流入轻掺杂N-漂移区,最后垂直向下到达漏极D.电流偏向如图中箭头所示,因为流畅截面积增大,所以能经由过程大电流.因为在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层,是以它仍属于绝缘栅型MOS场效应管.国内临盆VMOS场效应管的重要厂家有877厂.天津半导体器件四厂.杭州电子管厂等,典范产品有VN401.VN672.VMPT2等.下面介绍检测VMOS管的办法.1．剖断栅极G将万用表拨至R×1k档分离测量三个管脚之间的电阻.若发明某脚与其字两脚的电阻均呈无限大,并且交换表笔后仍为无限大,则证实此脚为G极,因为它和别的两个管脚是绝缘的.2．剖断源极S.漏极D由图1可见,在源-漏之间有一个PN结,是以依据PN结正.反向电阻消失差别,可辨认S极与D 极.用交换表笔法测两次电阻,个中电阻值较低（一般为几千欧至十几千欧）的一次为正向电阻,此时黑表笔的是S极,红表笔接D极.3．测量漏-源通态电阻RDS（on）将G-S极短路,选择万用表的R×1档,黑表笔接S极,红表笔接D极,阻值应为几欧至十几欧.因为测试前提不合,测出的RDS（on）值比手册中给出的典范值要高一些.例如用500型万用表R×1档实测一只IRFPC50型VMOS管,RDS（on）=3.2W,大于0.58W（典范值）.4．检讨跨导将万用表置于R×1k（或R×100）档,红表笔接S极,黑表笔接D极,手持螺丝刀去碰触栅极,表针应有显著偏转,偏转愈大,管子的跨导愈高.留意事项：（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管,但绝大多半产品属于N 沟道管.对于P沟道管,测量时应交换表笔的地位.（2）有少数VMOS管在G-S之间并有呵护二极管,本检测办法中的1.2项不再实用.（3）今朝市场上还有一种VMOS管功率模块,专供交换电机调速器.逆变器应用.例如美国IR公司临盆的IRFT001型模块,内部有N沟道.P沟道管各三只,组成三相桥式构造.（4）如今市售VNF系列（N沟道）产品,是美国Supertex公司临盆的超高频功率场效应管,其最高工作频率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小旌旗灯号低频跨导gm=2000μS.实用于高速开关电路和广播.通讯装备中.（5）应用VMOS管时必须加适合的散热器后.以VNF306为例,该管子加装140×140×4（mm）的散热器后,最大功率才干达到30W.（6）多管并联后,因为极间电容和散布电容响应增长,使放大器的高频特征变坏,经由过程反馈轻易引起放大器的高频寄生振荡.为此,并联复合管管子一般不超出4个,并且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻.检测绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）利害的简略单纯办法1.断定极性起首将万用表拨在R×1KΩ挡,用万用表测量时,若某一极与其它南北极阻值为无限大,更换表笔后该极与其它南北极的阻值仍为无限大,则断定此极为栅极（G）.其余南北极再用万用表测量,若测得阻值为无限大,更换表笔后测量阻值较小.在测量阻值较小的一次中,则断定红表笔接的为集电极（C）;黑表笔接的为发射极（E）.2.断定利害将万用表拨在R×10KΩ挡,用黑表笔接IGBT的集电极（C）,红表笔接IGBT的发射极（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IGBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的偏向,并能站住指导在某一地位.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.此时即可断定IGBT是好的.3.留意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT.留意断定IGBT利害时,必定要将万用表拨在R×10KΩ挡,因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低,检测利害时不克不及使IGBT导通,而无法断定IGBT的利害.此办法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的利害.变频器.软起动器.PLC.人机界面.低压电器.电气主动化工程.恒压供水装备.音乐喷泉掌握体系.变频器维修等.。
IGBT的检测方法
IGBT的检测方法IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也叫控制极或门极)、集电极C（亦称漏极）及发射极E(也称源极)一、用指针式万用表对场效应管进行判别（1)用测电阻法判别结型场效应管的电极根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。
具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。
当某两个电极的正、反向电阻值相等,且为几千欧姆时,则该两个电极分别是漏极D和源极S。
因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换,剩下的电极肯定是栅极G。
也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极,测其电阻值。
当出现两次测得的电阻值近似相等时,则黑表笔所接触的电极为栅极,其余两电极分别为漏极和源极。
若两次测出的电阻值均很大，说明是PN结的反向，即都是反向电阻，可以判定是N沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小,说明是正向PN结，即是正向电阻，判定为P沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极.若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。
（2）用测电阻法判别场效应管的好坏测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏.具体方法:首先将万用表置于R×10或R×100档，测量源极S与漏极D之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知,各种不同型号的管，其电阻值是各不相同的），如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接触不良;如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。
然后把万用表置于R×10k档，再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大,则说明管是正常的；若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。
IGBT测量方法
检测IGBT模块的的办法以两单元为例:用数字万用表测量1、判断极性首先将万用表拨在R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，则判断黑表笔接的为集电极（C）；红表笔接的为发射极（E）。
2、判断好坏●外观观察，单元没有明显的故障●判断内部续流二极管的好坏：将万用表拨在二极管测量档，黑表笔接正端，红表笔接负端，咱们IGBT上有“+/-”标识，若测量电压约为0.72v，表明二极管好，若为无穷大或为0.31V左右，表明内部二极管损坏。
●判断IGBT通断好坏：将万用表拨在电阻挡，用红表笔接IGBT的集电极（C），黑表笔接IGBT的发射极（E），此时万用表的电阻值很大（约为几兆）。
用手同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时IGBT被触发导通，万用表的阻值迅速变小，并能站住指示在某一位置。
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，万用表的阻值回大。
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。
IGBT短路测试方法详解
IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置的过程中，我们需要做很多的测试，但是短路测试常常容易被忽略，或者虽然对装置实施了短路测试，但是实际上并不彻底和充分。
下面2种情况比较常见：1. 没有实施短路测试，a. 因为觉得这个实验风险太大，容易炸管子，损失太大；b. 觉得短路时电流极大，很恐怖；2. 实施了短路测试，但测试标准比较简单，对短路行为的细节没有进行观察本文将详细介绍正确的，完整的短路测试方法，及判断标准。
短路的定义（1）：桥短路（直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中的电感量很小(100nH级)VCE sat 检测桥臂间短路（大电感短路）命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中的电感量稍大(uH级的)可以使用Vcesat ，也可以使用霍尔，根据电流变化率来定这类短路的回路中的电感量是不确定的一类短路测试的实施方法一：下图为实施一类短路测试时的示意图。
电网电压经过调压器，接触器，将母线电容电压充到所需要的值，再断开接触器。
上管IGBT的门极被关断，且上管用粗短的铜排进行短路。
对下管IGBT释放一个单脉冲，直通就形成了。
这就是一个典型的一类短路测试。
一类短路测试的实施方法一的注意事项：该测试需要注意的事项：1. 该测试的关注对象是电容组，母排，杂散电感，被测IGBT；2 短路回路中的电感量很低，所以上管的短路排的电感量可以极影响测量的结果，因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”的长短和粗细；3. 短路测试的能量全部来自母排电容组，通常来说，虽然短路电流很大，但是因为时间极短，所以这个测试所消耗的能量很小，实验前后电容上的电压不会有明显变化；4. 上管IGBT是被一直关断的，但是这个器件不可或缺，因为下管被关断后，短路电流还需要由上管二极管续流；5. 该测试需要测量三个物理量，分别是，下管的Vce，Vge，及Ic；6. 电流探头需要测量图中Ic的位置，而不是短铜排的电流，这两个位置的电流波形是不同的；7. 下管IGBT的脉冲需要严格控制，最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8. 环境温度对实验结果有较大的影响，通常datasheet给出的高结温的结果；对应用者而言，常温实验是比较现实的；但低温时的短路测试会比较苛刻，如果系统规格有低温要求时，是有必要进行测试的；9. 在此实验前需要对直流母排的杂散电感有一定的评估，或者用双脉冲测试方法对IGBT关断时的电压尖峰进行评估，以把握好短路时的电压尖峰，这个值可能会非常高；实验步骤及方法：1. 在弱电情况下，确认所发单脉冲的宽度；2. 将母线电压调至20~30V，发送一个单脉冲，此时也会发生短路，会有一定的电流，利用此步骤确认电流探头的方向及其他各物理量测量正确，同时确认示波器能正确捕捉该瞬间；这个步骤会比较安全；3. 短路测试时，母线不宜过低，否则可能会见到一些奇异的震荡；对于1200V的IGBT，母线为500V起；1700V的IGBT，母线为700V起；3300V的IGBT，1000V起；4. 母线加到额定点，将进线接触器断开，放出单脉冲，装置会发出“咚”的一声响，确认示波器捕捉到该时刻；5. 通常来说，如果一切都设置正确的话，短路测试是很容易成功的，但也可能由于某些细节没有处理好，存在一定的几率，该测试会失败——这个IGBT会失效，并将电容的能量全部放掉，一般不会爆炸得很厉害；6. 第一次发10us的脉冲实际上是一种尝试性测试，其目的是，在尽量低风险的情况下，对设备的短路性能进行最初步的摸底；7. 如果第一次10us测试已经发现波形有问题，则需要整改；8. 如果第一次10us测试发现IGB没有发生退饱和现象，则可能意味着短路回路电感量太大，需要整改；9. 如果第一次10us测试发现波形正常，可以脉冲延长至12us，再做，再延长到15us，再做，如果发现驱动器释放出来的脉冲不再增长，则意味着驱动器对IGBT进行了保护，否则，意味着驱动器保护电路设置有问题，需要整改；对结果的评判（1）下图为某一个测试结果，1. 用电流的上升率di/dt求出短路回路中的全部电感量，再减去之前测出的杂散电感，就能得到插入的铜排的感量；2. 关注短路电流的最高值，与datasheet中标注的值进行比较，是否过高，电流是否有震荡；3. 从IGBT退饱和算起，至电流被关断，期间的时间是否控制在10us，这个条件是不可以妥协的；某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge4. 短路电流的峰值与门极钳位电路有很大的关系，如果门极钳位性能不好，短路电流峰值会很高；5. 关注Vce电压，需要多久才退饱和，在关断时刻时，Vce电压尖峰有多高，是否存在危险，有源钳位是否动作；6. 门极电压的评判需要比较谨慎，因为这个测试di/dt及du/dt都很大，门极探头很容易测不准某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge另一个IGBT的测试结果：下图是另外一个1700V的IGBT的一类短路测试结果。
IGBT逆变器短路保护试验与分析
作者简介:郑琼林(1964—),男,1992年获北方交通大学硕士学位,现在北方交通大学攻读博士学位,教授,北京电力电子学会理事,主要从事电力电子技术在铁道电气化牵引与供电方面的工作;王 儒(1972—),男,北京铁路局大同西电力机务段技术科副科长,主要从事电力机车电子控制系统和变流装置的维修和管理工作。
研究开发IGBT 逆变器短路保护试验与分析郑琼林1,王 儒2,郝荣泰1(1.北方交通大学电气工程系,北京 100044;2.大同西电力机务段技术科,山西大同 037300)摘 要:电力半导体器件故障电流(特别是短路电流)的确认与及时有效保护,对电力机车交流装置的可靠工作至关重要。
介绍了为8K 型电力机车开发的IG BT 辅助逆变器的短路电流检测和保护方案,给出了试验结果,分析了试验波形的浪涌和振荡现象。
关键词:I GBT 逆变器;故障电流;短路保护中图分类号:U 264.3+72 文献标识码:A 文章编号:1000-128X (2001)03-0019-03收修改稿日期:2000-12-19Test and analysis of short circuit protection for IGBT inverterZHENG Qiong -lin 1,WANG Ru 2,HAO Rong -tai1(1.Electr ical Eng ineer ing Depar tment,N o rther n Jiaoto ng U niv ersity,Beijing 100044,China;2.T echno log y Div.,Dato ng W estern Elect ric L o co mot ive D epo t,D atong ,Shanxi 0373000,China )Abstract :A ckno w ledge and in-t ime effect ive pro tectio n o f pow er semico nduct or s fr om fault cur r ent is of utmost impo rtance for the reliable o per ation o f A C equipment o n electr ic loco motive .Shor t-cir cuit curr ent detection and pro tectio n scheme of IG BT a ux iliar y inv ert er developed fo r 8K electr ic lo como tiv e is sug gested,with t he test result g iv en,and surg e &oscillation of exper imental w avefo rm analyzed.Key words :IGBT iner ter ;fault curr ent ;shor t cir cuit pr ot ect ion0 引言我国从欧洲50赫兹集团进口的150台8轴电力机车,总体性能不错,但该电力机车上的辅助系统GTO 逆变器故障率很高,GT O 器件烧损严重。
IGBT要怎么检测？都有哪些检测方法？
IGBT要怎么检测？都有哪些检测方法？IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也叫控制极或门极)、集电极C(亦称漏极)及发射极E(也称源极)一、用指针式万用表对场效应管进行判别（1）用测电阻法判别结型场效应管的电极根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。
具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。
当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。
因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极G。
也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。
当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。
若两次测出的电阻值均很大，说明是PN结的反向，即都是反向电阻，可以判定是N沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向PN结，即是正向电阻，判定为P沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。
若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止强大的 Igbt 晶体管隔离在白色背景上（2）用测电阻法判别场效应管的好坏测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏。
具体方法：首先将万用表置于R×10或R×100档，测量源极S与漏极D之间的电阻，通常在几十欧到几千欧范围（在手册中可知，各种不同型号的管，其阻值是各不相同的），如果测得阻值大于正常值，可能是由于内部接触不良；如果测得阻值是无穷大，可能是内部断极。
然后把万用表置于R×10k档，再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则说明管是正常的；若测得上述各阻值太小或为通路，则说明管是坏的。
IGBT短路测试方法的介绍
某品牌1500A/3300V的IGBT的一类 短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃， @CONCEPT瑞士实验室 红线：Ic 蓝线：Vce 绿线：Vge
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实验步骤及方法（2）
6. 第一次发10us的脉冲实际上是一种尝试性测试，其目的是，在尽 量低风险的情况下，对设备的短路性能进行最初步的摸底；
7. 如果第一次10us测试已经发现波形有问题，则需要整改； 8. 如果第一次10us测试发现IGB没有发生退饱和现象，则可能意味
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过流保护功能的验证
当短路回路中的电感量继续增大时，就会变成过流。过流的特征是： 1. 电流斜率较低，霍尔器件能侦测到； 2. 电流一定会流过桥臂输出端；
因此，霍尔元件就是过流保护电路的关键元器件。关于霍尔的动态性 能，有2个参数是最重要的： 1. di/dt 跟随精度 2. 响应时间
某品牌1500A/3300V的IGBT的一类 短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃， @CONCEPT瑞士实验室 红线：Ic 蓝线：Vce 绿线：Vge
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另一个IGBT的测试结果
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IGBT驱动器短路保护功能的测试方法
IGBT驱动器短路保护功能的测试方法IGBT在应用中要解决的主要问题就是如何在过流、短路和过压的情况下对IGBT实行比较完善的保护。
过流故障一般需要稍长的时间才使电源过热，因此对它的保护都由主控制板来解决。
过压一般发生在IGBT关断时，较大的di/dt在寄生电感上产生了较高的电压，这需要用缓冲电路来钳制，或者适当降低关断的速率。
短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流，很快就会损坏IGBT，主控制板的过流保护根本来不及，必须由驱动电路或驱动器立刻加以保护。
因此驱动器的短路保护功能设计的是否完善，对电源的安全运行至关重要。
拿到一个驱动电路，使用前先测试一下它的短路保护功能是否完善，是很有必要的。
本文介绍两种测试方法。
1、第一种测试方法图中PWM信号送到驱动器的信号输入端，故障后再启动电容Creset＝10nF，Dhv是高反压快恢复管，限流电阻Rlimit＝10－100R，电容C＝10－470uF。
示波器可在驱动器的输入和输出端监测。
如果不接Creset，则驱动器输出端输出的是约1ms的脉冲，也就是IGBT 每1ms短路一次。
考虑到有的IGBT在这种情况下时间长了仍有可能过热烧毁，接入10nF的Creset后，则为约12ms短路一次，保证了IGBT的安全。
过流动作阈值设置电阻Rn的选取，请根据所试驱动器说明中的关于Rn的说明和所试验IGBT的正向伏安特性曲线选取合适的阻值。
在单管电路的开关电源中，接入适当的Creset后，可以省去通常的短路信号反馈光耦，仅靠落木源驱动器自身就能保证IGBT的安全运行，这也是落木源产品的特点之一。
2、第二种测试方法与第一种方法类似，只是不让IGBT始终保持短路，用手工来短路A、B两点。
这种短路试验比第一种更严酷，对驱动器的要求也更高，因为手工短路，不可能一下接实，实际是一连串的通断过程。
落木源的驱动器可以保证您的IGBT的安全。
注意：实验时一定注意人身安全，最好在工频输入处加一个隔离变压器。
电磁炉IGBT管的检测方法
电磁炉IGBT管的检测方法IGBT可以用指针式万用表和数字式万用表进行引脚识别和检测，检测前应先将IGBT三只引脚短路放电，避免影响检测的准确度。
具体操作方法如下：1.判别引脚1）将指针式万用表置Rx1k挡，测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其他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，则红表笔接的为集电极C,黑表笔接的为发射极E。
2）将数字式万用表置二极管挡，用红表笔固定接某一电极，黑表笔依次接触另外两个电极。
如果两次均显示0.7V左右，则说明红表笔接的是栅极G,并且管子属于N沟道的。
如果两次均显示溢出，则说明红表笔所接的也是栅极G,但管子属于P沟道的。
若一次显示0.3 -0.6V,另一次显示溢出，则表明红表笔接的不是栅极，应改用其他电极重测。
2. 检测IGBT质量的好坏将指针式万用表置Rx10k挡，用黑表笔接IGBT的集电极C,红表笔接IGBT的发射极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IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能固定指示在某一位置。
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。
如果实测情况与上述情况相符，则说明被测IGBT是正常的。
3. 检测IGBT是否含阻尼管检测IGBT是否含阻尼管，可以采用指针式万用表的Rx1k挡来进行检测，或用数字式万用表的二极管挡来测量PN结正向压降进行判断。
用指针万用表的两表笔正反向测量IGBT的G、E两极及G、C两极的电阻，对于正常的IGBT（正常G、C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正常时，E、C极间均有4kΩ左右的正向电阻），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；若所测值在50kΩ左右，则所测IGBT内不含阻尼二极管。
IGBT管静态检测一法
IGBT管静态检测一法
IGBT的结构如下图所示，3只脚分别是G C E.
CE极间漏电的测试现在我们开始测试，首先工具用机械表10K档，黑表笔正极，红表笔负极。
把IGBT 3个脚在手掌上一起碰一下，相当于短路一下3个脚，这样做就是释放掉G极的电荷。
管子处于截止状态。
然后黑表笔接C极（中间的脚），红表笔接E极，10K档指针不动阻值无穷大。
这样的管子极好，用上不怕返修。
假如10K档的指针无论向右偏转多少，这样的管子都会出问题，要不热机后停机，要不炸管子。
G极的开关测试把黑表笔碰一下G极，再回到接上C极，电阻值快速向右偏转到0，这个就是开关打开过程。
再把IGBT 3个脚在手掌上一起碰一下，相当于短路一下3个脚，管子处于截止状态，相当于开关关掉。
IGBT短路测试方法详细讲解
IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置的过程中，我们需要做很多的测试，但是短路测试常常容易被忽略，或者虽然对装置实施了短路测试，但是实际上并不彻底和充分。
下面2种情况比较常见：1. 没有实施短路测试，a. 因为觉得这个实验风险太大，容易炸管子，损失太大；b. 觉得短路时电流极大，很恐怖；2. 实施了短路测试，但测试标准比较简单，对短路行为的细节没有进行观察本文将详细介绍正确的，完整的短路测试方法，及判断标准。
短路的定义（1）：桥短路（直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中的电感量很小(100nH级)VCE sat 检测桥臂间短路（大电感短路）命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中的电感量稍大(uH级的)可以使用Vcesat ，也可以使用霍尔，根据电流变化率来定这类短路的回路中的电感量是不确定的一类短路测试的实施方法一：下图为实施一类短路测试时的示意图。
电网电压经过调压器，接触器，将母线电容电压充到所需要的值，再断开接触器。
上管IGBT的门极被关断，且上管用粗短的铜排进行短路。
对下管IGBT释放一个单脉冲，直通就形成了。
这就是一个典型的一类短路测试。
一类短路测试的实施方法一的注意事项：该测试需要注意的事项：1. 该测试的关注对象是电容组，母排，杂散电感，被测IGBT；2 短路回路中的电感量很低，所以上管的短路排的电感量可以极影响测量的结果，因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”的长短和粗细；3. 短路测试的能量全部来自母排电容组，通常来说，虽然短路电流很大，但是因为时间极短，所以这个测试所消耗的能量很小，实验前后电容上的电压不会有明显变化；4. 上管IGBT是被一直关断的，但是这个器件不可或缺，因为下管被关断后，短路电流还需要由上管二极管续流；5. 该测试需要测量三个物理量，分别是，下管的Vce，Vge，及Ic；6. 电流探头需要测量图中Ic的位置，而不是短铜排的电流，这两个位置的电流波形是不同的；7. 下管IGBT的脉冲需要严格控制，最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8. 环境温度对实验结果有较大的影响，通常datasheet给出的高结温的结果；对应用者而言，常温实验是比较现实的；但低温时的短路测试会比较苛刻，如果系统规格有低温要求时，是有必要进行测试的；9. 在此实验前需要对直流母排的杂散电感有一定的评估，或者用双脉冲测试方法对IGBT关断时的电压尖峰进行评估，以把握好短路时的电压尖峰，这个值可能会非常高；实验步骤及方法：1. 在弱电情况下，确认所发单脉冲的宽度；2. 将母线电压调至20~30V，发送一个单脉冲，此时也会发生短路，会有一定的电流，利用此步骤确认电流探头的方向及其他各物理量测量正确，同时确认示波器能正确捕捉该瞬间；这个步骤会比较安全；3. 短路测试时，母线不宜过低，否则可能会见到一些奇异的震荡；对于1200V的IGBT，母线为500V起；1700V的IGBT，母线为700V起；3300V的IGBT，1000V 起；4. 母线加到额定点，将进线接触器断开，放出单脉冲，装置会发出“咚”的一声响，确认示波器捕捉到该时刻；5. 通常来说，如果一切都设置正确的话，短路测试是很容易成功的，但也可能由于某些细节没有处理好，存在一定的几率，该测试会失败——这个IGBT会失效，并将电容的能量全部放掉，一般不会爆炸得很厉害；6. 第一次发10us的脉冲实际上是一种尝试性测试，其目的是，在尽量低风险的情况下，对设备的短路性能进行最初步的摸底；7. 如果第一次10us测试已经发现波形有问题，则需要整改；8. 如果第一次10us测试发现IGB没有发生退饱和现象，则可能意味着短路回路电感量太大，需要整改；9. 如果第一次10us测试发现波形正常，可以脉冲延长至12us，再做，再延长到15us，再做，如果发现驱动器释放出来的脉冲不再增长，则意味着驱动器对IGBT进行了保护，否则，意味着驱动器保护电路设置有问题，需要整改；对结果的评判（1）下图为某一个测试结果，1. 用电流的上升率di/dt求出短路回路中的全部电感量，再减去之前测出的杂散电感，就能得到插入的铜排的感量；2. 关注短路电流的最高值，与datasheet中标注的值进行比较，是否过高，电流是否有震荡；3. 从IGBT退饱和算起，至电流被关断，期间的时间是否控制在10us，这个条件是不可以妥协的；某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge4. 短路电流的峰值与门极钳位电路有很大的关系，如果门极钳位性能不好，短路电流峰值会很高；5. 关注Vce电压，需要多久才退饱和，在关断时刻时，Vce电压尖峰有多高，是否存在危险，有源钳位是否动作；6. 门极电压的评判需要比较谨慎，因为这个测试di/dt及du/dt都很大，门极探头很容易测不准某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线：Vce绿线：Vge另一个IGBT的测试结果：下图是另外一个1700V的IGBT的一类短路测试结果。
IGBT测量方法
IGBT电路图IGBT测量方法一正常IGBT测量：用数字万用表的二极管档测量，红表笔是+正极，黑表笔是-负极。
1IGBT的G端(门级)与E端（发射极）、C端（集电极）是不导通，所以Rge和Rgc理论阻值是100M Ω以上。
若G端和E端外围有并接电阻，Rge阻值=并接电阻阻值。
（用电阻档测）；2因IGBT的C\E端并接二极管.2.1若G\E端不加触发电压，E端（发射极）、C端（集电极）是单向导通。
用二极管档测，红表笔在E端，黑表笔在C端，表显示345，导通，导通压降为0.345V。
表笔相反测，表显示1，表示不导通；（表显示345，表示导通的压降为0.345V,万用表不同，IGBT不同，测量值有偏差，偏差值不大）2.2若G\E端加触发直流电压VGE=6V（VGE>Vt）, 红表笔在C端，黑表笔在E端,C端和E端正向导通，表显示345；2.3因G\E端相当一个小电容，当撤离外加触发电源，触发电压还存在，C端和E端正向还导通，电线短接G\E端，IGBT正向就不导通2.4 正常C/E端耐压测试：为什么用测量电机绝缘的摇表测试：1数字万用表的电压在DC9V内,电压低不能正确判断其耐压真实性。
2 因摇表的电压在DC500V内，与IGBT C/E端正常工作电压相同，可真实检测IGBT状况。
其电压可以通过速度控制，而且电源功率小，测量时不会发生意外。
3 摇表的正极接在C端，负极接在E端。
摇动摇表，显示的数值在100MΩ以上，同时用万用表测量电压，电压可以在150V以上。
二故障IGBT1 G端和C\E端阻值在KΩ以下，并接电阻除外；2 C\E端，用用二极管档测, 表显示100以下，并有声音提示，表示C\E短路；或者用电阻档测，阻值很小。
3 G\E端加触发电压，C\E端正向不导通；4 C/E端耐压测试: 摇表测试，显示的数值在1MΩ以下。
同时用万用表测量电压，电压在15V以下；。
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IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置的过程中，我们需要做很多的测试，但是短路测试常常容易被忽略，或者虽然对装置实施了短路测试，但是实际上并不彻底和充分.下面2种情况比较常见：1. 没有实施短路测试,a. 因为觉得这个实验风险太大，容易炸管子，损失太大；b. 觉得短路时电流极大，很恐怖；2. 实施了短路测试，但测试标准比较简单，对短路行为的细节没有进行观察本文将详细介绍正确的，完整的短路测试方法，及判断标准.短路的定义（1)：桥内短路（直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中的电感量很小(100nH级)VCE sat 检测桥臂间短路(大电感短路）命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中的电感量稍大(uH级的)可以使用Vcesat ，也可以使用霍尔，根据电流变化率来定这类短路的回路中的电感量是不确定的一类短路测试的实施方法一:下图为实施一类短路测试时的示意图。
电网电压经过调压器，接触器，将母线电容电压充到所需要的值，再断开接触器。
上管IGBT的门极被关断，且上管用粗短的铜排进行短路。
对下管IGBT释放一个单脉冲，直通就形成了。
这就是一个典型的一类短路测试。
一类短路测试的实施方法一的注意事项：该测试需要注意的事项：1。
该测试的关注对象是电容组，母排,杂散电感,被测IGBT;2 短路回路中的电感量很低，所以上管的短路排的电感量可以极大地影响测量的结果,因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”的长短和粗细；3。
短路测试的能量全部来自母排电容组,通常来说，虽然短路电流很大,但是因为时间极短，所以这个测试所消耗的能量很小,实验前后电容上的电压不会有明显变化；4. 上管IGBT是被一直关断的，但是这个器件不可或缺，因为下管被关断后，短路电流还需要由上管二极管续流;5。
该测试需要测量三个物理量，分别是，下管的Vce，Vge，及Ic;6。
电流探头需要测量图中Ic的位置，而不是短铜排的电流,这两个位置的电流波形是不同的；7. 下管IGBT的脉冲需要严格控制，最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8. 环境温度对实验结果有较大的影响，通常datasheet给出的高结温的结果;对应用者而言，常温实验是比较现实的;但低温时的短路测试会比较苛刻，如果系统规格有低温要求时，是有必要进行测试的；9。
在此实验前需要对直流母排的杂散电感有一定的评估,或者用双脉冲测试方法对IGBT关断时的电压尖峰进行评估，以把握好短路时的电压尖峰,这个值可能会非常高；实验步骤及方法：1。
在弱电情况下，确认所发单脉冲的宽度；2. 将母线电压调至20～30V，发送一个单脉冲，此时也会发生短路,会有一定的电流,利用此步骤确认电流探头的方向及其他各物理量测量正确，同时确认示波器能正确捕捉该瞬间；这个步骤会比较安全;3。
短路测试时，母线不宜过低，否则可能会见到一些奇异的震荡；对于1200V的IGBT,母线为500V起;1700V的IGBT，母线为700V起；3300V的IGBT，1000V起; 4。
母线加到额定点，将进线接触器断开，放出单脉冲，装置会发出“咚”的一声响，确认示波器捕捉到该时刻；5. 通常来说，如果一切都设置正确的话,短路测试是很容易成功的，但也可能由于某些细节没有处理好，存在一定的几率，该测试会失败-—这个IGBT会失效，并将电容的能量全部放掉，一般不会爆炸得很厉害;6。
第一次发10us的脉冲实际上是一种尝试性测试,其目的是,在尽量低风险的情况下，对设备的短路性能进行最初步的摸底；7。
如果第一次10us测试已经发现波形有问题，则需要整改；8。
如果第一次10us测试发现IGB没有发生退饱和现象，则可能意味着短路回路电感量太大，需要整改；9. 如果第一次10us测试发现波形正常,可以脉冲延长至12us，再做，再延长到15us，再做，如果发现驱动器释放出来的脉冲不再增长,则意味着驱动器对IGBT进行了保护，否则，意味着驱动器保护电路设置有问题，需要整改;对结果的评判（1）下图为某一个测试结果，1。
用电流的上升率di/dt求出短路回路中的全部电感量，再减去之前测出的杂散电感，就能得到插入的铜排的感量;2. 关注短路电流的最高值,与datasheet中标注的值进行比较，是否过高,电流是否有震荡;3。
从IGBT退饱和算起，至电流被关断，期间的时间是否控制在10us内，这个条件是不可以妥协的；某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试,Vdc=2200V,Tj=25℃，＠CONCEPT瑞士实验室红线:Ic蓝线：Vce绿线：Vge4. 短路电流的峰值与门极钳位电路有很大的关系，如果门极钳位性能不好，短路电流峰值会很高；5。
关注Vce电压，需要多久才退饱和，在关断时刻时，Vce电压尖峰有多高,是否存在危险，有源钳位是否动作；6. 门极电压的评判需要比较谨慎，因为这个测试di/dt及du/dt都很大，门极探头很容易测不准某品牌1500A/3300V的IGBT的一类短路测试，Vdc=2200V，Tj=25℃，＠CONCEPT瑞士实验室红线：Ic蓝线:Vce绿线：Vge另一个IGBT的测试结果：下图是另外一个1700V的IGBT的一类短路测试结果。
这个IGBT的速度比较快,因此Vce开始先下降,然后IGBT才发生退饱和，Vce才上升至直流母线。
不同的品牌，代数,电压等级，电流等级的IGBT 其短路行为会有差别，不过本质是相同的。
某品牌450A/1700V的IGBT的一类短。
路测试,Vdc=1200V，Tj=25℃，＠CONCEPT瑞士实验室红线:Vge蓝线：Vce黄线：Ic存在问题的波形：下图是一个在真实装置开发中有问题的结果，如果不做调整这个IGBT会面临较大风险。
下图是同样的装置经过调整，达到了理想的实验结果。
门极钳位（gate clamping）功能的测试:在短路测试中，电流的形状与门极钳位电路的性能密切相关，而门极钳位的功能只有在这个时候才能体现出来。
由于很多人都不太了解IGBT的短路行为，或者是没有深入测试设备的短路性能，因此，导致了对门极钳位电路的不重视。
门极钳位电路出现的原因是IGBT存在米勒电容，在IGBT短路时,米勒电容会影响门极电压,导致短路电流激增，使IGBT承担风险.越大容量的IGBT,米勒效应越强，门极钳位电路越重要。
差的门极钳位的结果：下图为某型号2片1500A/3300V并联的短路测试波形，使用门极和发射极间的TVS 进行门极钳位，如下图示.母线电压为2200V，实验结果显示,IGBT的电流峰值为13。
36kA。
CH1，2：VgeCH3 4：Vce好的门极钳位的结果：在上页的基础上，完全相同的硬件设置,只是修改了门极钳位电路。
用下图所示的门极钳位电路。
一类短路测试的实施方法二下图为实施一类短路测试的另外一种方法。
给上管IGBT驱动器一个常高信号,使上管保持开通，再给下管发单脉冲。
这个实验的优点是，确保短路回路中的电感量就是直流母线的杂散电感,足够低。
注意事项：1. 在前文介绍的短路测试方法一中，有一个缺点，如果插入的短路电缆没有控制好，感量过大，会导致进入了二类短路；2. 在并联的情形下做短路测试方法一，如果并联的桥臂中插入的感量不一致，不对称，非常容易导致炸管；3. 短路测试方法二中，短路回路的电感量非常稳定,就等于电容，母排，IGBT模块的杂散电感之和，短路电流变化率很高，轻易就能达到5000A/us的水平;4. 在这个实验中，短路脉冲的宽度必须被控制住，从窄至宽慢慢放开;5. 这个实验中，放出单脉冲的那只IGBT总是会先退出饱和区；二类短路测试方法：在实际运行的机器中，二类短路是比较容易遇到的短路类型，例如逆变器在拖动电机时，电机定子侧短路，此时就是二类短路。
对这种短路的测试方法是在短路回路中插入某一数值的感量，然后观察其短路行为。
波形右图所示为二类短路的测试波形，IGBT导通后，首先进入饱和导通,然后随着电流的增加，当电流到达IGBT的退饱和点时,IGBT电压迅速上升。
这标志着IGBT退出了饱和区.然后驱动器经过定时后，关断IGBT。
过流保护功能的验证当短路回路中的电感量继续增大时,就会变成过流.过流的特征是:1. 电流斜率较低，霍尔器件能侦测到；2。
电流一定会流过桥臂输出端；因此,霍尔元件就是过流保护电路的关键元器件。
关于霍尔的动态性能，有2个参数是最重要的：1。
di/dt 跟随精度2。
响应时间下图摘自某霍尔的datasheet：霍尔元件的关键性能指标:用双脉冲测试方法,把IGBT的电流测出来并显示在示波器上,并以此为参考。
将霍尔的输出信号，经过系统的滤波后,也放在示波器上。
观察所检测的信号是否能及时并准确地跟随被测电流。
霍尔的响应时间通常在1us以内,对于过流保护这项功能来说，已经足够快了，只要系统传输这个信号时,不要过分的插入惯性环节，这个响应时间是足够的。
霍尔的电流跟随精度通常能达到50A/us，或者100A/us，这个水平也是很快的了，通常过流现象在时间上并不苛刻，IGBT完全能在几十或者几百us内耐受得住。
电流环的带宽对系统的贡献:在电力电子系统中,控制对象总是某个或者某几个物理量，其中，电流环是最重要的控制环路。
电流环通常是内环,它具有带宽高，速度快,动态响应快的特点。
因为电流是由电感量限制的,所以电感量越低，电流的变化速度就越高,电流环如果要把握住这个电流,就需要更高的带宽.可以这样说,控制系统的电流环带宽越高,系统对电流的把控能力就越强，在遇到过流现象时,系统会越早知道,并做出反应。
所以，建议将电流环的带宽做高些，以便系统能更好的把控电流。
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