开关电源中IGBT损耗简单测量方法
开关电源中IGBT损耗简单测量方法
开关电源中IGBT 损耗简单测量方法摘要: 文中介绍的损耗测量分析方法简单而有效，可以使设计者对IGBT 的选择和热设计作到心中有数，以利于得出最优的设计方案。
需要提请注意的是，测量工具及辅助电路的标准是非常必要的，否则可能导致较大的误差。
在任何装置中使用IGBT 都会遇到IGBT 的选择及热设计问题。
当电压应力和电流应力这2 个直观参数确定之后，最终需要根据IGBT 在应用条件下的损耗及热循环能力来选定IGBT。
通常由于使用条件不同，通过IGBT 数据手册给出的参数不能确切得出应用条件下IGBT 的损耗。
比较好的方法是通过测量行业确定IGBT 数据手册中参数的测量条件与实际应用环境的差别，并介绍IGBT 的损耗的简单测量方法。
IGBT 参数的定义厂商所提供的IGBT 开关参数通常是在纯感性负载下测量的，图1 和图2 分别是IR 公司和TOSHIBA 公司测量开关时间的电路和定义开关时间的波形。
其共同特点是：开通处于续流状态的纯感性负载；关断有箝位二极管的纯感性负载。
有些数据手册还给出了开关过程的能量损失，也是在同样条件下测量的。
对于PWM 方式工作并使用变压器的开关电源，其工作情况则与之区别很大。
图3 是11 kW 半桥型电路及其工作波形，使用的IGBT 为GA75TS120U。
由波形可见，电流上升时间tr 约为500 ns，下降时间t f 约为300 ns。
但在数据手册中，GA75TS120U 的电流升降时间分别为t r＝100 ns，t f＝80 ns，与实际工作情况差异较大。
其原因主要在于以下2 个方面：（1）开通时，图3 中由于变压器漏感的存在，IGBT 实际上开通了1 个零电流感性负载，近似于零电流开通，电流上升率受漏感充电速度的限制，因而实际电流上升时间tr 不完全取决于IGBT。
而数据手册中给出开通处于续流状态的纯感性负载，开通瞬间，IGBT 既要承受电感中的电流，还要承受续流二极管的反向恢复电流，电流上升率则完全取决于IGBT 的开通速度。
检测绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)好坏的办法
检测绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）好坏的办法1、判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ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×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、任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。
注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在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于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。
一、静态测试变1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。
相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。
将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。
如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。
B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路变频器供应：将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。
将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试变在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。
开关电源变压器损耗量测试方法
开关电源变压器损耗量测试方法
开关电源变压器损耗量测试方法包括以下步骤:
1.接线:将测试仪器的测试钳分别夹在被试变压器的高压侧和低压侧，按照对应的颜色，将粗线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电流端子,细线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电压端子。
然后测试钳子按照对应的颜色，夹在被试变压器的高压侧，变压器低压侧做好短接。
2.设置参数:设定当前温度，要求设定的尽量准确。
然后设定高压侧的额定电压，选择"高额定电压”，调节额定电压档。
再设置变压器的类型，选择与其铭牌相符的即可。
最后设置分接挡位，一般分接打到2分接位置，如有其他分接位置，则按相对应的进行选择。
3.测试过程:在做好接线，设置好所有参数后，给被试品做好编号之后，就可以开始按下测试键，仪器自动进行检测。
在测试过程中，仪器可自动计算出变压器的阻抗电压百分比，折算到额定温度、额定电流下的负载损耗，自动判断出油浸式或干式配电变压器的铁芯型号。
测试结束后，可以选择保存或打印试验结果。
4.结束测试:关闭电源，进行拆线工作即可。
注意，在进行测试时，-定要确保操作正确，以免造成不必要的损失。
IGBT常规测量四招必杀技
IGBT 常规测量四招必杀技看了很多的IGBT 测量方法，其中不乏极具精髓的，但不怎么的全面。
现在我总结介绍四招，有这四招，足以应付日常工作中的要求了。
但这是在简单工具的前提下，只能说是常规测量吧。
下面先摆出四大装备（排名不分先后）：下面按图示一一介绍各型武器的威力，如下所述：数字万用表：虽然，用它来测量有太多的局限性，但它却是我们最常用和普遍的工具之首。
用它测量二极管的管压降，不仅能在一定程度上判断其好坏，还能判定它们的离散性。
数字电容表：这个可能是很多人用的比较少吧，其实我们都知道，IGBT 的容量大小是有规律的，容量大它的各种等效电容容量也将同比加大，如最重要的Cies 就是我们的测量对象。
但是，官方给出的多是VGE=0V VCE=10V f=1MHZ 时的参考数值，我们根本没有条件来做直接对比。
我们使用的数字电容表多在800HZ 的测试频率。
但这不并不影响我们的测量，我们只要总结规律，以我们现有的这种简单测试仪表也还是具有非常大的可靠性的，而且在一定程度上能判断各个IGBT 管的同一性。
现在很多奸商以小充大来赚取暴利，所以这是一个很好的方法。
万一你用上了“来历不明”的模块而爆机时有可能就是这种情况，不是你技术不好或是你维修的不够仔细，而是你碰上了李鬼模块。
模拟表：这个很多人都知道，用它来测量IGBT 的触发开通性能及关断性能。
除此之外，也是可以测试IGBT 的好坏的，如果并联二极管完好而IGBT 开路了就会触发不起来的。
晶体管直流参数测试表：耐压是IGBT 最重要的关键参数之一，但是，使用它测试IGBT 时，也是这四种测量手段中最具危险性的一种。
弄不好会报废IGBT 的。
我只是点明一下，在有限的条件下做最大可靠性的测试分析，具体的操作有赖于各位大侠们的剑锋所指，内力所及了。
干货 一文搞懂IGBT的损耗与结温计算
与大多数功率半导体相比，IGBT 通常需要更复杂的一组计算来确定芯片温度。
这是因为大多数IGBT 都采用一体式封装，同一封装中同时包含IGBT 和二极管芯片。
为了知道每个芯片的温度，有必要知道每个芯片的功耗、频率、θ 和交互作用系数。
还需要知道每个器件的θ 及其交互作用的psi 值。
本应用笔记将简单说明如何测量功耗并计算二极管和IGBT 芯片的温升。
损耗组成部分根据电路拓扑和工作条件，两个芯片之间的功率损耗可能会有很大差异。
IGBT 的损耗可以分解为导通损耗和开关（开通和关断）损耗，而二极管损耗包括导通和关断损耗。
准确测量这些损耗通常需要使用示波器，通过电压和电流探针监视器件运行期间的波形。
测量能量需要用到数学函数。
确定一个开关周期的总能量后，将其除以开关周期时间便可得到功耗。
图 1. TO−247 封装，显示了IGBT 芯片（左）和二极管芯片（右）图 2. IGBT 开通损耗波形将开通波形的电压和电流相乘，即可计算出该周期的功率。
功率波形的积分显示在屏幕底部。
这就得出了IGBT 开通损耗的能量。
功率测量开始和结束的时间点可以任意选择，但是一旦选定了一组标准，测量就应始终遵循这些标准。
IGBT导通损耗图 3. IGBT 传导损耗波形导通损耗发生在开通损耗区和关断损耗区之间。
同样应使用积分，因为该周期内的功率并不是恒定的。
图 4. IGBT 关断损耗波形开通、导通和关断损耗构成了IGBT 芯片损耗的总和。
关断状态损耗可以忽略不计，不需要计算。
为了计算IGBT 的总功率损耗，须将这三个能量之和乘以开关频率。
IGBT 损耗必须使用阻性负载或在负载消耗功率的部分周期内进行测量。
这样可消除二极管导通。
图 5. 二极管导通损耗波形FWD反向恢复图 6. 二极管反向恢复波形图 5 和图 6 显示了二极管在整流器或电抗模式下工作期间的电流和电压波形。
二极管损耗的计算类似于IGBT 损耗。
需要了解的是，损耗以半正弦波变化。
IGBT及IPM的工作原理和检测方法
IGBT及IPM的⼯作原理和检测⽅法l 、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。
电磁炉上的⼤功率管IGBT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、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。
IGBT损耗的计算步骤与方法
IGBT损耗的计算步骤与方法IGBT损耗的计算步骤与方法作者：微叶科技时间：2015-09-08 17:50 国内外有很多专家学者对IGBT器件的损耗模型进行了较深入的研究，还将损耗模型主要分为两大类：基于物理结构的IGBT损耗模型和基于数学结构的IGBT损耗模型。
基于物理结构的损耗模型通过分析IGBT/DIODE的物理结构和内部载流子的工作情况，采用电容、电阻、电感、电流源、电压源等一些相对简单的元件模拟出IGBT的特性，利用仿真软件仿真IGBT在各种工作情况下的电压、电流波形。
从而计算得到IGBT的损耗。
基于数学方法的IGBT损耗模型与器件的具体类型无关，它是基于大量数据的测量，试图寻找出功耗与各个因素的数量关系。
然而，在工程实践中工程师一般不会消耗大量的时间来进行计算，所以本文就是在介绍基本原理的基础上，参考相应的资料结合实践给出合适的计算方法。
IGBT 典型的电压/电流曲线（VCE/ICE）如图1所示。
这个曲线可以用门限电压加电阻电压叠加的方法来进行线性化，即（1）式中，ICN和VCEN为额定电流下的额定电压（由制造商提供，不同的IGBT模块略有不同）。
二极管的正向导通电压满足指数规律，但在工作范围内，也可以近似为一线性方程：（2）式中，VFN为额定电流下的二极管电压降；为VFO 为门槛电压，典型值为0.7V。
图1 IGBT模块IGBT典型的电压/电流曲线（VCE/ICE）1. 损耗计算由于二极管的计算方法与IGBT基本相同，所以下文主要分析的是IGBT部分。
假设电源的开关波形如图2所示。
图2 电源开关波形（1）功率损耗计算IGBT的功率损耗，首先来计算1个脉冲中的损耗，单个脉冲中包括导通损耗和开关损耗，如图3所示。
图3 单个脉冲IGBT的功率损耗1）使用VCE(sat），VSIC特性曲线计算导通损耗，一般采用TJ=25℃时的特性曲线。
（3）2）开关损耗开关损耗可用实际电压电流波形在开通和关断时间内的积分来求得。
IGBT功率模块封装失效机理及监测方法综述
IGBT功率模块封装失效机理及监测方法综述IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）功率模块是一种集成了功率MOSFET和双极晶体管结构的半导体器件，广泛应用于高功率和高频率开关电源和电力电子应用中。
IGBT功率模块的性能和可靠性对电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。
然而，由于工作环境的恶劣以及运行的高电流和高温度等因素，IGBT功率模块容易出现封装失效，影响其性能和寿命。
1.焊接疲劳：由于功率模块在工作过程中会不可避免地受到温度循环的作用，焊接接点易受到热应力的影响，导致焊接疲劳和裂纹的产生，从而引起焊点脱落和模块间隙增大。
2.焊接接触不良：焊接接点的不良接触会导致接触电阻升高，并在高功率运行时产生局部过热，导致接触界面松动，增加电阻和损耗。
3.热膨胀不匹配：由于功率模块中不同材料的热膨胀系数不同，工作过程中温度变化引起的热膨胀不匹配会导致模块内部应力的积累，从而损坏封装材料。
4.熔敷金属扩散：在高温环境下，熔敷金属会发生扩散，导致金属间的相互渗透和细化，降低导电和导热性能。
为了监测和评估IGBT功率模块的封装失效，可采用以下方法：1.热循环试验：通过将功率模块置于高温和低温交替的环境中，模拟实际工作条件下的热循环，以评估模块封装对温度变化的适应性和寿命。
2.压力测试：通过施加一定的机械压力，并在高温、高湿环境下测试，检测模块封装是否存在裂纹、脱落等问题，评估其可靠性。
3.红外热像仪：使用红外热像仪可以检测模块工作过程中的温度分布和局部过热现象，及时发现模块的温度异常情况。
4.电流监测：通过在模块输入和输出端接入电流传感器，实时监测电流波形和变化，以判断IGBT功率模块的工作状态和性能。
5.静电放电检测：静电放电是导致功率模块损坏的重要因素之一，可使用相关设备对模块进行静电放电测试，评估其抗静电能力。
综上所述，IGBT功率模块封装失效机理主要包括焊接疲劳、焊接接触不良、热膨胀不匹配和熔敷金属扩散等问题。
IGBT的检测方法
IGBT的检测办法之五兆芳芳创作IGBT有三个电极，辨别称为栅极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按照场效应管的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，辨别测出其正、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，则该两个电极辨别是漏极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其栅极，其余两电极辨别为漏极和源极.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，便是正向电阻，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、红表笔按上述办法进行测试，直到判别出栅极其止.（2）用测电阻法判别场效应管的黑白测电阻法是用万用表丈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黑白.具体办法：首先将万用表置于R×10或R×100档，丈量源极S与漏极D之间的电阻，通常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.要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测.（3）用感应信号输人法估测场效应管的缩小能力具体办法：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，此时表针指示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，将人体的感应电压信号加到栅极上.这样，由于管的缩小作用，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.如果手捏栅极表针摆动较小，说明管的缩小能力较差；表针摆动较大，标明管的缩小能力大；若表针不动，说明管是坏的.按照上述办法，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，指示的电阻RDS为12kΩ，表针摆动的幅度较大，说明该管是好的，并有较大的缩小能力.运用这种办法时要说明几点：首先，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（电阻值增加）.这是由于人体感应的交换电压较高，而不合的场效应管用电阻档丈量时的任务点可能不合（或任务在饱和区或在不饱和区）所致，试验标明，多数管的RDS增大，即表针向左摆动；少数管的RDS减小，使表针向右摆动.但无论表针摆动标的目的如何，只要表针摆动幅度较大，就说明管有较大的缩小能力.第二，此办法对MOS场效应管也适用.但要注意，MOS场效应管的输人电阻高，栅极G允许的感应电压不该太高，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，以避免人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿.第三，每次丈量完毕，应当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，成立起VGS电压，造成再进行丈量时表针可能不动，只有将G-S极间电荷短路放掉才行.（4）用测电阻法判别无标记的场效应管首先用丈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，对调表笔再丈量一次，把其测得电阻值记下来，两次测得阻值较大的一次，黑表笔所接的电极其漏极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缩小能力的办法进行验证，即缩小能力大的黑表笔所接的是D极；红表笔所接地是8极，两种办法检测结果均应一样.当确定了漏极D、源极S的位置后，按D、S的对应位置装人电路，一般G1、G2也会依次对准位置，这就确定了两个栅极G1、G2的位置，从而就确定了D、S、G1、G2管脚的顺序.（5）用测反向电阻值的变更判断跨导的大小对VMOSN沟道增强型场效应管丈量跨导性能时，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定的.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明显地变更，其变更越大，说明管的跨导值越高；如果被测管的跨导很小，用此法测时，反向阻值变更不大.二、场效应管的使用注意事项（1）为了平安使用场效应管，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）各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的偏置接人电路中，要遵守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场效应管由于输人阻抗极高，所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路，要用金属屏蔽包装，以避免外来感应电势将栅极击穿.尤其要注意，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，同时也要注意管的防潮.（4）为了避免场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、任务台、电烙铁、线路自己都必须有良好的接地；管脚在焊接时，先焊源极；在连入电路之前，管的全部引线端保持相互短接状态，焊接完后才把短接资料去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方法确保人体接地如采取接地环等；当然，如果能采取先进的气热型电烙铁，焊接场效应管是比较便利的，并且确保平安；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.以上平安措施在使用场效应管时必须注意.（5）在装置场效应管时，注意装置的位置要尽量避免靠近发烧元件；为了防管件振动，有需要将管壳体紧固起来；管脚引线在弯曲时，应当大于根部尺寸5毫米处进行，以避免弯断管脚和引起漏气等.对于功率型场效应管，要有良好的散热条件.因为功率型场效应管在高负荷条件下运用，必须设计足够的散热器，确保壳体温度不超出额外值，使器件长期稳定可靠地任务.总之，确保场效应管平安使用，要注意的事项是多种多样，采纳的平安措施也是各类各样，泛博的专业技巧人员，特别是泛博的电子快乐喜爱者，都要按照自己的实际情况出发，采纳切实可行的办法，平安有效地用好场效应管.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.它不但承继了MOS场效应管输入阻抗高（≥μA左右），还具有耐压高（最高1200V）、任务电流大（1.5A～100A）、输出功率高（1～250W）、跨导的线性好、开关速度快等优良特性.正是由于它将电子管与功率晶体管之优点集于一身，因此在电压缩小器（电压缩小倍数可达数千倍）、功率缩小器、开关电源和逆变器中正取得普遍应用.VMOS场效应功率管具有极高的输入阻抗及较大的线性缩小区等优点，尤其是其具有负的电流温度系数，即在栅-源电压不变的情况下，导通电流会随管温升高而减小，故不存在由于“二次击穿”现象所引起的管子损坏现象.因此，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同一水平面的芯片上，其任务电流根本上是沿水平标的目的流动.VMOS管则不合，从图1上可以看出其两大结构特点:第一，金属栅极采取V型槽结构；第二，具有垂直导电性.由于漏极是从芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+区（源极S）出发，经过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D.电流标的目的如图中箭头所示，因为流通截面积增大，所以能通过大电流.由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因此它仍属于绝缘栅型MOS场效应管.国际生产VMOS场效应管的主要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等，典型产品有VN401、VN672、VMPT2等.下面介绍检测VMOS管的办法.1．判定栅极G 将万用表拨至R×1k档辨别丈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穷大，并且互换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，因为它和另外两个管脚是绝缘的.2．判定源极S、漏极D由图1可见，在源-漏之间有一个PN结，因此按照PN结正、反向电阻存在差别，可识别S极与D极.用互换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（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．丈量漏-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.由于测试条件不合，测出的RDS（on）值比手册中给出的典型值要高一些.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（典型值）.4．查抄跨导将万用表置于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，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子的跨导愈高.注意事项：（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管，但绝大多数产品属于N沟道管.对于P沟道管，丈量时应互换表笔的位置.（2）有少数VMOS管在G-S之间并有庇护二极管，本检测办法中的1、2项不再适用.（3）目前市场上还有一种VMOS管功率模块，专供交换电机调速器、逆变器使用.例如美国IR公司生产的IRFT001型模块，内部有N沟道、P 沟道管各三只，组成三相桥式结构.（4）现在市售VNF系列（N沟道）产品，是美国Supertex公司生产的超高频功率场效应管，其最高任务频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号低频跨导gm=2000μS.适用于高速开关电路和播送、通信设备中.（5）使用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，由于极间电容和散布电容相应增加，使缩小器的高频特性变坏，通过反应容易引起缩小器的高频寄生振荡.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）黑白的简略单纯办法1、判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表丈量时，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，则判断此极其栅极（G）.其余两极再用万用表丈量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后丈量阻值较小.在丈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、判断黑白将万用表拨在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标的目的，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，万用表的指针回零.此时便可判断IGBT是好的.3、注意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT.注意判断IGBT黑白时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测黑白时不克不及使IGBT导通，而无法判断IGBT的黑白.此办法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的黑白.变频器、软起动器、PLC、人机界面、低压电器、电气自动化工程、恒压供水设备、音乐喷泉控制系统、变频器维修等.。
IGBT模块特性的测量方法电路原理
IGBT模块特性的测量方法电路原理GBT模块选型时比较关键的特性有栅极-发射级门槛电压Vce （th）、栅极-发射极漏电流Ices、开通时间ton、开通延迟时间td(on)、上升时间tr、关断耗散功率Poff、关断耗散能量Eoff、关断时间toff、关断延迟时间td（off）、下降时间tf、结-壳热阻Rthjc和结-壳瞬态热抗阻Zthjc。
测量出这些参数，就能详细的推导出IGBT模块的动态特性和静态特性。
下面我们就来介绍IGBT模块特性的测量方法和电路原理。
1.栅极-发射极门槛电压（Vce（th））的测量和电路原理在规定条件下（环境或管壳温度、集电极-发射极电压、集电极电流），测量IGBT模块的栅极-发射极门槛电压。
测量电路图如下测量方法:将IGBT模块插入测量插座,增加栅极发射极电压Vce直到达到规定的集电极电流TC，测量该电流下的栅极-发射极电压。
2. 栅极-发射极漏电流IGES的测量方法和基本电路在规定条件下（环境或管壳温度、集电极-发射极电压），测量栅极-发射极漏电流。
测量基本电路图如下：测量方法:连接集电极电极和发射极的端子。
电阻R的值控制在Vce/（100.Icesmax）。
跨接在R两端的电压测量仪应具有较高的灵敏度。
而且输入电阻大于100R，栅极-发射极漏电流为Ices=V/R，测量可用正的或负的栅极-发射极电压。
将栅极-发射极电压设置在规定值，测量电压V并用Ices=V/R计算栅极-发射极漏电流值。
3.关断耗散功率Poff和关断耗散能量Eoff的测量和基本电路在规定条件下（环境或管壳温度、集电极-发射极供电电压Vcce、负载电感L、栅极电阻R，输入脉冲形状：幅度、上升时间、宽度、脉冲重复率、积分时间t1),测量IGBT模块的关断耗散功率Poff和关断耗散能量Eoff。
测量基本电路如下在实际布线时，寄生电感应最小。
G是具有低内阻的矩形波发生器。
发生器输出脉冲的上升时间应小于0.1XR1XCice。
IGBT的测试好坏、驱动电路和开关过程
万用表测量IGBT好坏一共有三步发布时间: 2009-04-01 14:21:38开关电源维修中会接触到IGBT,那么用万用表怎么测量IGBT好坏呢？用万用表怎么测量IGBT好坏一共有三步：l 、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。
IGBT的开通过程发布时间: 2009-04-02 14:37:52IGBT的开通过程按时间可以分为四个过程,如下:第一, 门射电压VGE小于阀值电压VTh时。
其门极电阻RG和门射电容CGEI的时间常数决定这一过程。
当器件的集电极电流IC 和集射电压VCE均保持不变时，CGEI就是影响其导通延迟时间tdon的唯一因素。
第二, 当门射电压VGE达到其阀值电压?时，开通过程进入第二阶段，IGBT开始导通，其电流上升速率dI/dt 的大小与门射电压VGE 和器件的跨导gfs有如下关系：dIc/dt = gfs（Ic）＊dVGE/dt其中，dVGE/dt由器件的门极电阻RG和门射电容CGEI所决定（对于高压型IGBT来说，门集电容CGC可忽略不计）。
IGBT的检测方法
IGBT的检测方法IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种集大功率Bipolar Transistor和MOSFET优点于一身的器件，具有高开关速度、低功耗和高电压能力等特点，广泛应用于电力电子设备中。
IGBT的检测方法主要包括静态电特性测试、动态电特性测试和可靠性测试等。
1.静态电特性测试：-静态电流放大因子（HFE）测试：通过对基极电流和集电极电流之间的关系进行测试，可以评估IGBT的放大性能。
-开关特性测试：测试IGBT的开启电压和关闭电压，以及开启和关闭过程中的电流波形，以评估其开关速度和效率。
-静态电阻测试：通过测量IGBT的导通电阻和截止电阻，可以评估其导通和截止状态下的能量损耗和热特性。
2.动态电特性测试：-开关速度测试：通过测量IGBT的开启时间和关闭时间，以及电流和电压之间的响应时间，评估其动态响应和开关速度。
-反馈电容测试：IGBT内部的反馈电容对开关速度和功耗有重要影响，通过测试反馈电容的大小和频率特性，可以评估IGBT的性能。
-热响应测试：IGBT工作时会有一定的热功耗，通过测试其温度响应和热传导性能，可以评估其传热和温度稳定性。
3.可靠性测试：-温度稳定性测试：测试IGBT在不同温度下的静态和动态特性，评估其在不同工作温度下的性能和可靠性。
-电压应力测试：通过施加不同电压和电流的应力，测试IGBT在额定工作条件下的可靠性和耐压能力。
-寿命测试：通过长时间连续工作或循环工作，评估IGBT的寿命和可靠性。
-环境适应性测试：测试IGBT在不同工作环境、湿度和振动条件下的性能和可靠性，以评估其适应各种工作环境的能力。
以上是IGBT的检测方法的基本介绍，具体的测试方法和设备会根据不同的应用、需求和标准有所差异。
IGBT的测试对于确保其正常工作、提高产品质量和可靠性非常重要，因此在生产过程中需要进行严格的测试和筛选。
一种快速IGBT损耗计算方法
一种快速IGBT损耗计算方法快速IGBT损耗计算方法是一种通过瞬态电流和电压波形来估算IGBT的损耗的方法。
以下是一种基于其中一种简化模型的快速IGBT损耗计算方法的详细描述。
1.建立桥臂电路模型：将IGBT转换器的桥臂电路建模，并确定IGBT的电流和电压波形。
通常，采用上桥臂和下桥臂的平均电流和电压进行计算。
2.估算击穿峰值电流和电压：使用标准电路分析方法，估算出IGBT的击穿峰值电流和电压。
击穿峰值电流和电压可通过仿真软件模拟得到，或者通过实际测试来测量得到。
3.计算IGBT的导通和关断损耗：根据IGBT的数据手册和电路参数，计算出IGBT的导通损耗和关断损耗。
导通损耗是在IGBT导通时由其正向电压引起的损耗，计算方法为导通损耗=正向电压*平均导通电流。
关断损耗是在IGBT关断时由其负向电压引起的损耗，计算方法为关断损耗=负向电压*平均关断电流。
4.估算IGBT的开关损耗：通过计算导通和关断损耗的总和，求得IGBT的总损耗。
开关损耗是在IGBT的导通和关断过程中由于电流和电压波形变化引起的损耗。
其计算方法有多种，其中一种简化方法是采用IGBT的开通电压和关断电压之间的平均值与导通和关断时间之积的乘积。
5.修正损耗模型：为了提高计算精度，可以根据实际情况对上述计算模型进行修正。
例如，可以考虑IGBT的温度效应，以及电流和电压的非正弦特性对损耗的影响等。
总之，快速IGBT损耗计算方法是一种通过简化模型和仿真分析来估算IGBT的损耗的方法。
该方法可以在设计阶段快速评估IGBT的损耗，并优化电路和散热设计，从而提高系统的可靠性和效率。
怎样准确测量开关损耗
怎样准确测量开关损耗由于开关管是非理想型器件，其工作过程可划分为四种状态，如图1所示。
“导通状态”表示开关管处于导通状态;“关闭状态”表示开关管处于关闭状态;“导通过程”是指开关管从关闭转换成导通状态;“关闭过程”指开关管从导通转换成关闭状态。
一般来说，主要的能量损耗体现在“导通过程”和“关闭过程”，小部分能量体现在“导通状态”，而“关闭状态”的损耗很小几乎为0，可以忽略不计。
图1 开关管四种状态划分实际的测量波形图一般如图2示。
图2 开关管实际功率损耗测试二、导通过程损耗晶体管开关电路在转换过程中消耗的能量通常会很大，因为电路寄生信号会阻止设备立即开关，该状态的电压与电流处于交变的状态，因此很难直接计算功耗，以往的做法，将电压与电流认为是线性的，这样可以通过求三角形的面积来粗略计算损耗，但这是不够准确的。
对于数字示波器来说，通过都会提供高级数学运算功能，因此可以使用下面的公式计算导通过程的损耗。
Eon表示导通过程的损耗能量Pon表示导通过程的平均损耗功率(有功功率)Vds、Id分别表示瞬时电压和电流Ts表示开关周期t0、t1表示导通过程的开始时间与结束时间关闭过程损耗关闭过程损耗与导通过程损耗计算方法相同，区别是积分的开始与结束时间不同。
Eoff表示关闭过程的损耗能量Poff表示关闭过程的平均损耗功率(有功功率)Vds、Id分别表示瞬时电压和电流Ts表示开关周期t2、t3表示关闭过程的开始时间与结束时间三、导通损耗导通状态下，开关管通常会流过很大的电流，但开关管的导通电阻很小，通常是毫欧级别，所以导通状态下损耗能量相对来说是比较少的，但亦不能忽略。
使用示波器测量导通损耗，不建议使用电压乘电流的积分的来计算，因为示波器无法准确测量导通时微小电压。
举个例子，开关管通常关闭时电压为500V，导通时为100mV，假设示波器的精度为±1‰(这是个非常牛的指标)，最小测量精度为±500mV，要准确测量100mV是不可能的，甚至有可能测出来的电压是负的(100mV-500mV)。
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的检测方法IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种半导体功率开关器件，广泛应用于电力电子设备中的逆变器、变频器、交流调速器等领域。
为确保IGBT的正常运行，需要进行定期的检测和维护。
下面将介绍IGBT的检测方法。
1.IGBT的外观检测外观检测是最简单的IGBT检测方法之一、操作人员应检查IGBT外壳是否有破损、变形、漏油等情况。
同时还要检查IGBT引脚是否完好、连接是否松动。
若发现任何异常，应及时进行修复或更换。
2.IGBT的导通和绝缘检测IGBT在正常工作时应处于导通状态，即正向极化。
可以使用数字万用表或特殊的IGBT检测仪进行导通测试。
通过记录测试值，可以得知IGBT是否导通正常。
此外，还可以使用绝缘电阻测试仪测量IGBT的绝缘电阻，确保其与外壳之间的绝缘性能良好。
3.IGBT的耐压测试耐压测试是测试IGBT的绝缘性能的一种方法。
通过对IGBT的引脚与壳体之间施加高电压，检测其是否能够承受所需的工作电压。
耐压测试也可以用来检测IGBT之间的电气隔离性能。
4.IGBT的正向和反向电流测试正向电流测试可以用来验证IGBT的导通性能。
通过施加正向电流，检测IGBT的导通特性是否符合要求。
反向电流测试可以用来检测IGBT的阻断能力。
通过施加反向电流，检测IGBT是否能够正常阻断电流。
5.IGBT的温度测试6.IGBT的电路参数测试7.IGBT的堆叠测试堆叠测试是针对IGBT模块的一种检测方法。
可以通过串联多个IGBT 模块，来测试其整体的性能。
堆叠测试可以验证IGBT模块的通流能力、散热性能等。
总结起来，IGBT的检测方法包括外观检测、导通和绝缘检测、耐压测试、正向和反向电流测试、温度测试、电路参数测试和堆叠测试。
通过这些检测方法，可以确保IGBT的正常工作和长期稳定性能。
IGBT模块的测试方法
IGBT模块的测试方法IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是一种高性能的功率开关器件，主要用于交流电转直流电的变换和功率控制。
为了确保IGBT模块的正常运行和可靠性，需要进行相应的测试和检验。
1.外观检查：首先要对IGBT模块的外观进行检查，包括外壳是否完好，引脚是否弯曲或者损坏，有无明显的划痕或者焊接痕迹等。
如发现问题应及时处理或更换。
2.规格参数测试：对IGBT模块的规格参数进行测试，包括额定电压、额定电流、耐压、漏电流等参数的测试。
可以使用测试仪器如万用表、电桥等进行测试，确保IGBT模块符合规格要求。
3.电性能测试：通过测试IGBT模块的电性能来评估其性能指标。
包括静态工作特性测试、开关特性测试和动态电流特性测试等。
-静态工作特性测试：分别测量IGBT模块的输入电阻、输出电阻和反向漏极电阻。
可以利用电桥或者万用表进行测试。
-开关特性测试：测试IGBT模块的开关特性，包括导通电压降、截止电流、开启时间、关断时间等。
可以利用示波器和信号发生器等仪器进行测试。
-动态电流特性测试：测试IGBT模块在不同负载和工作频率下的电流响应能力。
可以通过施加正弦波或方波负载来进行测试。
4.温度测试：IGBT模块的工作温度是其可靠性和寿命的重要参数，需要进行温度测试。
可以使用红外测温仪或者热电偶进行测量，确保IGBT模块在规定的工作温度范围内。
5.保护功能测试：IGBT模块通常具有过流保护、过压保护、过温保护等功能，需要进行相应的保护功能测试。
可以通过模拟过流、过压、过温等情况来检验模块的保护功能是否正常。
除了以上测试方法，还需要注意以下几点：-测试环境：IGBT模块的测试环境应该干燥、无尘、温度适宜，避免灰尘和湿气对模块的影响。
-测试设备：使用高质量的测试设备和仪器，确保测试的准确性和可靠性。
-测试记录：进行测试时，应有详细的测试记录，包括测试时间、测试环境、测试设备和仪器、测试结果等信息，便于后续分析和检查。
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开关电源中IGBT 损耗简单测量方法
摘要: 文中介绍的损耗测量分析方法简单而有效，可以使设计者对IGBT 的选择和热设计作到心中有数，以利于得出最优的设计方案。
需要提请注意的是，测量工具及辅助电路的标准是非常必要的，否则可能导致较大的误差。
在任何装置中使用IGBT 都会遇到IGBT 的选择及热设计问题。
当电压应力和电流应力这2 个直观参数确定之后，最终需要根据IGBT 在应用条件下的损耗及热循环能力来选定IGBT。
通常由于使用条件不同，通过IGBT 数据手册给出的参数不能确切得出应用条件下IGBT 的损耗。
比较好的方法是通过测量行业确定IGBT 数据手册中参数的测量条件与实际应用环境的差别，并介绍IGBT 的损耗的简单测量方法。
IGBT 参数的定义
厂商所提供的IGBT 开关参数通常是在纯感性负载下测量的，图1 和图2 分别是IR 公司和TOSHIBA 公司测量开关时间的电路和定义开关时间的波形。
其共同特点是：开通处于续流状态的纯感性负载；关断有箝位二极管的纯感性负载。
有些数据手册还给出了开关过程的能量损失，也是在同样条件下测量的。