IGBT模块工作原理以及检测方法
IGBT
IGBT本文内容包括IGBT的简介，工作原理，失效问题和保护问题分析。
一．简介IGBT是一种新型的电力半导体器件。
现已成为电力电子领域的新一代主流产品。
它是一种具有MOS输入、双极输出功能的MOS、双极相结合的器件。
结构上，它是由成千上万个重复单元（即元胞）组成，采用大规模集成电术和功率器件技术制造的一种大功率集成器件。
IGBT具有其它功率器件不全具备的高压、大电流、高速三大特点。
它既具有MOSFET的输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度高的优点，又具有双极功率晶体管的电流密度大、饱和压降低、电流处理能力强的优点。
它是电力电子领域非常理想的开关器件。
【1】二．工作原理IGBT的结构绝缘栅双极晶体管是一种新型电力半导体器件，它集成MOS栅极控制与双极电导调制以获得高的输入阻抗和低得通态电阻，是目前最理想的功率开关器件。
其基本结构有横向型和纵向型两类，对于高压MOS器件，电流横向流动结构的出现早于电流纵向流动结构，但是其单位面积的最大电流较小，导通电阻较大，因而横向型MOS器件难以实现大功率化。
不过，横向器件便于和其它电路相集成，而且它不需要用高阻外延材料，因而其应用也具有一定的广泛性。
IGBT结构上类似于MOSFET，其不同点是IGBT是在N沟道MOSFET的漏极上增加了一个p+基板，形成PN结J，，栅极与源极则完全与MOSFET相似。
由于IGBT 是在N沟道MOSFET的N十基板上加一层P+基板，形成了四层结构，由PNP一NPN 晶体管构成IGBT。
但是NPN晶体管和发射极由于铝电极短路，设计尽量使NPN 晶体管不起作用。
所以可以认为IGBT是将N沟道MOSFET作为入极、PNP晶体作为输出的单向达林顿管。
在NPT-IGBT中:因为背发射极电流中的电子流成分很大，器件关断时，基区存储的大量电子可以通过背发射区而很快清除掉，空穴可以迅速地流向P阱，所以开关时间短，拖尾电流小，开关损耗小。
igbt过流检测原理
igbt过流检测原理
IGBT过流检测原理是通过检测IGBT管芯的电流大小来判断
是否发生过流现象。
过流检测一般用于电力电子装置中，以监测和保护电路。
下面将详细介绍IGBT过流检测的原理和工作
方式。
IGBT管芯的电流大小通过测量两个压降电阻上的电压来实现。
这两个压降电阻位于IGBT管芯的源极和漏极之间。
当电流通
过IGBT管芯时，会在这两个电阻上产生一定的电压。
通过测
量这两个电压的大小，可以得到IGBT管芯的电流值。
具体实现方式是利用差分放大器和运算放大器构成的电流检测电路。
差分放大器的作用是将两个压降电阻上的电压信号进行放大和差分处理，得到差分电压信号。
运算放大器负责将差分电压信号转化为电流值。
当IGBT管芯的电流超过预设阈值时，差分电压信号会越过运
算放大器的输入阈值，触发一个报警信号。
这个报警信号可以用于控制保护电路的动作，如切断电源或保护负载。
这样可以保护IGBT管芯和其他电路不受过流损坏。
总之，IGBT过流检测原理是通过测量两个压降电阻上的电压
来实现的。
通过差分放大器和运算放大器的配合，可以将电压信号转换为电流值，并判断是否发生过流现象。
利用这个原理，可以实现对IGBT管芯的保护和电路的安全运行。
变频器IGBT模块损坏的原因、检测方法和维修过程
变频器IGBT模块损坏的原因、检测方法和维修过程
1、IGBT模块因散热不良导致其损坏
变频器在运转中突然发出爆炸声响，同时外接保险烧毁，拆机发现变频器的igbt模块损坏。
经过对相关板卡的测试，发现igbt触发线路损坏，测量其他板块正常。
在拆卸变频器板卡时发现其电源板和电流检测板上有很多的油污和灰尘。
打开变频器的散热片风机，看到散热片上也粘满了油污和杂物，将变频器的散热通道完全堵死。
由此推断变频器的IGBT模块因散热不良导致其损坏。
维修过程：首先将变频器完全拆开，将散热通道的散热片拆下，用空压气体将散热片清理干净，同时将变频器内部结构件和板卡全部清理干净。
安装igbt模块，安装igbt模块时候要按照模块的要求，顺序安装，力矩适度。
修理触发线路，然后依次安装其他器件。
安装结束后进行静态的测试，静态测试结果良好后进行通电测试和带负载试验。
带负载试验合格，顺利完成维修。
经验总结：综合不同型号和不同的使用环境中的数台变频器维修情况，总结出变频器igbt模块损坏的主要原因是使用环境的恶劣，使得门极驱动卡上电子元件损坏以及变频器的散热通道堵塞导致。
最容易损坏的器件是稳压管。
IGBT的检测方法
IGBT的检测要领之阳早格格创做IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也喊统制极大概门极)、集电极C(亦称漏极)及收射极E(也称源极)一、用指针式万用表对付场效力管举止判别（1）用测电阻法判别结型场效力管的电极根据场效力管的PN结正、反背电阻值纷歧样的局里，不妨判别出结型场效力管的三个电极.简直要领：将万用表拨正在R×1k档上，任选二个电极，分别测出其正、反背电阻值.当某二个电极的正、反背电阻值相等，且为几千欧姆时，则该二个电极分别是漏极D战源极S.果为对付结型场效力管而止，漏极战源极可互换，剩下的电极肯定是栅极G.也不妨将万用表的乌表笔（白表笔也止）任性交战一个电极，另一只表笔依次去交战其余的二个电极，测其电阻值.当出现二次测得的电阻值近似相等时，则乌表笔所交战的电极为栅极，其余二电极分别为漏极战源极.若二次测出的电阻值均很大，道明是PN结的反背，即皆是反背电阻，不妨判决是N沟讲场效力管，且乌表笔接的是栅极；若二次测出的电阻值均很小，道明是正背PN 结，即是正背电阻，判决为P沟讲场效力管，乌表笔接的也是栅极.若没有出现上述情况，不妨变更乌、白表笔按上述要领举止尝试，直到判别出栅极为止.（2）用测电阻法判别场效力管的佳坏测电阻法是用万用表丈量场效力管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻值共场效力管脚册标明的电阻值是可相符去判别管的佳坏.简直要领：最先将万用表置于R×10大概R×100档，丈量源极S与漏极D之间的电阻，常常正在几十欧到几千欧范畴（正在脚册中可知，百般分歧型号的管，其电阻值是各没有相共的），如果测得阻值大于仄常值，大概是由于里里交战没有良；如果测得阻值是无贫大，大概是里里断极.而后把万用表置于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贫大，则道明管是仄常的；若测得上述各阻值太小大概为通路，则道明管是坏的.要注意，若二个栅极正在管内断极，可用元件代换法举止检测.（3）用感触旗号输人法估测场效力管的搁大本领简直要领：用万用表电阻的R×100档，白表笔接源极S，乌表笔接漏极D，给场效力管加上1.5V的电源电压，此时表针指示出的漏源极间的电阻值.而后用脚捏住结型场效力管的栅极G，将人体的感触电压旗号加到栅极上.那样，由于管的搁大效率，漏源电压VDS战漏极电流Ib皆要爆收变更，也便是漏源极间电阻爆收了变更，由此不妨瞅察到表针有较大幅度的晃动.如果脚捏栅极表针晃动较小，道明管的搁大本领较好；表针晃动较大，标明管的搁大本领大；若表针没有动，道明管是坏的.根据上述要领，咱们用万用表的R×100档，测结型场效力管3DJ2F.先将管的G极启路，测得漏源电阻RDS为600Ω，用脚捏住G极后，表针背左晃动，指示的电阻RDS 为12kΩ，表针晃动的幅度较大，道明该管是佳的，并有较大的搁大本领.使用那种要领时要道明几面：最先，正在尝试场效力管用脚捏住栅极时，万用表针大概背左晃动（电阻值减小），也大概背左晃动（电阻值减少）.那是由于人体感触的接流电压较下，而分歧的场效力管用电阻档丈量时的处事面大概分歧（大概者处事正在鼓战区大概者正在没有鼓战区）所致，考查标明，普遍管的RDS删大，即表针背左晃动；少量管的RDS减小，使表针背左晃动.但是无论表针晃动目标怎么样，只消表针晃动幅度较大，便道明管有较大的搁大本领.第二，此要领对付MOS场效力管也适用.但是要注意，MOS场效力管的输人电阻下，栅极G允许的感触电压没有该过下，所以没有要间接用脚去捏栅极，必须用于握螺丝刀的绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以预防人体感触电荷间接加到栅极，引起栅极打脱.第三，屡屡丈量完成，应当G-S极间短路一下.那是果为G-S结电容上会充有少量电荷，建坐起VGS电压，制成再举止丈量时表针大概没有动，惟有将G-S极间电荷短路搁掉才止.（4）用测电阻法判别无标记的场效力管最先用丈量电阻的要领找出二个有电阻值的管足，也便是源极S战漏极D，余下二个足为第一栅极G1战第二栅极G2.把先用二表笔测的源极S与漏极D之间的电阻值记下去，对付调表笔再丈量一次，把其测得电阻值记下去，二次测得阻值较大的一次，乌表笔所接的电极为漏极D；白表笔所接的为源极S.用那种要领判别出去的S、D极，还不妨用估测其管的搁大本领的要领举止考证，即搁大本领大的乌表笔所接的是D极；白表笔所接天是8极，二种要领检测截止均应一般.当决定了漏极D、源极S的位子后，按D、S的对付应位子拆人电路，普遍G1、G2也会依次对付准位子，那便决定了二个栅极G1、G2的位子，进而便决定了D、S、G1、G2管足的程序.（5）用测反背电阻值的变更推断跨导的大小对付VMOSN 沟讲巩固型场效力管丈量跨导本能时，可用白表笔接源极S、乌表笔接漏极D，那便相称于正在源、漏极之间加了一个反背电压.此时栅极是启路的，管的反背电阻值是很没有宁静的.将万用表的欧姆档选正在R×10kΩ的下阻档，此时表内电压较下.当用脚交战栅极G时，会创制管的反背电阻值有明隐天变更，其变更越大，道明管的跨导值越下；如果被测管的跨导很小，用此法测时，反背阻值变更没有大.二、场效力管的使用注意事项（1）为了仄安使用场效力管，正在线路的安排中没有克没有及超出管的耗集功率，最大漏源电压、最大栅源电压战最大电流等参数的极限值.（2）各典型场效力管正在使用时，皆要庄重按央供的偏偏置接人电路中，要按照场效力管偏偏置的极性.如结型场效力管栅源漏之间是PN结，N沟讲管栅极没有克没有及加正偏偏压；P沟讲管栅极没有克没有及加背偏偏压，等等.（3）MOS场效力管由于输人阻抗极下，所以正在输送、贮躲中必须将引出足短路，要用金属屏蔽包拆，以预防中去感触电势将栅极打脱.更加要注意，没有克没有及将MOS场效力管搁人塑料盒子内，保存时最佳搁正在金属盒内，共时也要注意管的防潮.（4）为了预防场效力管栅极感触打脱，央供十足尝试仪器、处事台、电烙铁、线路自己皆必须有良佳的接天；管足正在焊接时，先焊源极；正在连进电路之前，管的局部引线端脆持互相短接状态，焊接完后才把短接资料去掉；从元器件架上与下管时，应以适合的办法保证人体接天如采与接天环等；天然，如果能采与进步的气热型电烙铁，焊接场效力管是比较便当的，而且保证仄安；正在已闭断电源时，千万于没有成以把管插人电路大概从电路中拔出.以上仄安步伐正在使用场效力管时必须注意.（5）正在拆置场效力管时，注意拆置的位子要尽管预防靠拢收热元件；为了防管件振荡，有需要将管壳体紧固起去；管足引线正在蜿蜒时，应当大于根部尺寸5毫米处举止，以预防直断管足战引起漏气等.对付于功率型场效力管，要有良佳的集热条件.果为功率型场效力管正在下背荷条件下使用，必须安排足够的集热器，保证壳体温度没有超出额定值，使器件少久宁静稳当天处事.总之，保证场效力管仄安使用，要注意的事项是多种百般，采与的仄安步伐也是百般百般，广大的博业技能人员，特天是广大的电子快乐喜爱者，皆要根据自己的本质情况出收，采与确真可止的办法，仄安灵验天用佳场效力管.三、VMOS场效力管VMOS场效力管（VMOSFET）简称VMOS管大概功率场效力管，其齐称为V型槽MOS场效力管.它是继MOSFET之后新死少起去的下效、功率启闭器件.它没有但是继启了MOS场效力管输进阻抗下（≥μA安排），还具备耐压下（最下1200V）、处事电流大（1.5A～100A）、输出功率下（1～250W）、跨导的线性佳、启闭速度快等劣良个性.正是由于它将电子管与功率晶体管之便宜集于一身，果此正在电压搁大器（电压搁大倍数可达数千倍）、功率搁大器、启闭电源战顺变器中正赢得广大应用.VMOS 场效力功率管具备极下的输进阻抗及较大的线性搁大区等便宜，更加是其具备背的电流温度系数，即正在栅-源电压没有变的情况下，导通电流会随管温降下而减小，故没有存留由于“二次打脱”局里所引起的管子益坏局里.果此，VMOS管的并联得到广大应用.寡所周知，保守的MOS场效力管的栅极、源极战漏极大大概处于共一火仄里的芯片上，其处事电流基原上是沿火仄目标震动.VMOS管则分歧，从图1上不妨瞅出其二大结构个性:第一，金属栅极采与V型槽结构；第二，具备笔直导电性.由于漏极是从芯片的反里引出，所以ID没有是沿芯片火仄震动，而是自沉掺纯N+区（源极S）出收，通过P沟讲流进沉掺纯N-漂移区，末尾笔直背下到达漏极D.电流目标如图中箭头所示，果为流利截里积删大，所以能通过大电流.由于正在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，果此它仍属于绝缘栅型MOS 场效力管.海内死产VMOS场效力管的主要厂家有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.底下介绍检测VMOS管的要领.1．判决栅极G将万用表拨至R×1k档分别丈量三个管足之间的电阻.若创制某足与其字二足的电阻均呈无贫大，而且接换表笔后仍为无贫大，则道明此足为G极，果为它战其余二个管足是绝缘的.2．判决源极S、漏极D由图1可睹，正在源-漏之间有一个PN结，果此根据PN结正、反背电阻存留好别，可辨别S极与D极.用接换表笔法测二次电阻，其中电阻值较矮（普遍为几千欧至十几千欧）的一次为正背电阻，此时乌表笔的是S极，白表笔接D极.3．丈量漏-源通态电阻RDS（on）将G-S极短路，采用万用表的R ×1档，乌表笔接S极，白表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧.由于尝试条件分歧，测出的RDS（on）值比脚册中给出的典型值要下一些.比圆用500型万用表R×1档真测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W （典型值）.4．查看跨导将万用表置于R×1k（大概R×100）档，白表笔接S极，乌表笔接D极，脚持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明隐偏偏转，偏偏转愈大，管子的跨导愈下.注意事项：（1）VMOS管亦分N沟讲管与P沟讲管，但是绝大普遍产品属于N沟讲管.对付于P沟讲管，丈量时应接换表笔的位子.（2）有少量VMOS管正在G-S之间并有呵护二极管，原检测要领中的1、2项没有再适用.（3）暂时商场上另有一种VMOS管功率模块，博供接流电机调速器、顺变器使用.比圆好国IR公司死产的IRFT001型模块，里里有N沟讲、P沟讲管各三只，形成三相桥式结构.（4）当前市卖VNF系列（N沟讲）产品，是好国Supertex 公司死产的超下频功率场效力管，其最下处事频次fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小旗号矮频跨导gm=2000μS.适用于下速启闭电路战广播、通疑设备中.（5）使用VMOS管时必须加符合的集热器后.以VNF306为例，该管子加拆140×140×4（mm）的集热器后，最大功率才搞达到30W.（6）多管并联后，由于极间电容战分集电容相映减少，使搁大器的下频个性变坏，通过反馈简单引起搁大器的下频寄死振荡.为此，并联复合管管子普遍没有超出4个，而且正在每管基极大概栅极上串接防寄死振荡电阻.检测绝缘栅极单极型晶体管（IGBT）佳坏的浅易要领1、推断极性最先将万用表拨正在R×1KΩ挡，用万用表丈量时，若某一极与其余二极阻值为无贫大，变更表笔后该极与其余二极的阻值仍为无贫大，则推断此极为栅极（G）.其余二极再用万用表丈量，若测得阻值为无贫大，变更表笔后丈量阻值较小.正在丈量阻值较小的一次中，则推断白表笔接的为集电极（C）；乌表笔接的为收射极（E）.2、推断佳坏将万用表拨正在R×10KΩ挡，用乌表笔接IGBT的集电极（C），白表笔接IGBT的收射极（E），此时万用表的指针正在整位.用脚指共时触及一下栅极（G）战集电极（C），那时IGBT被触收导通，万用表的指针晃背阻值较小的目标，并能站住指示正在某一位子.而后再用脚指共时触及一下栅极（G）战收射极（E），那时IGBT被阻断，万用表的指针回整.此时即可推断IGBT是佳的.3、注意事项所有指针式万用表皆可用于检测IGBT.注意推断IGBT 佳坏时，一定要将万用表拨正在R×10KΩ挡，果R×1KΩ挡以下各档万用表里里电池电压太矮，检测佳坏时没有克没有及使IGBT导通，而无法推断IGBT的佳坏.此要领共样也不妨用于检测功率场效力晶体管（P-MOSFET）的佳坏.变频器、硬起动器、PLC、人机界里、矮压电器、电气自动化工程、恒压供火设备、音乐喷泉统制系统、变频器维建等.。
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的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法
IGBT的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法IGBT的工作原理和作用IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。
IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。
IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。
如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。
IGBT的工作原理和作用电路分析IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
图1 IGBT的等效电路由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：--IGBT栅极与发射极之间的电压；--IGBT集电极与发射极之间的电压；--流过IGBT集电极-发射极的电流；--IGBT的结温。
如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低，则IGBT不能稳定正常地工作，如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏；同样，如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压，流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流，IGBT的结温超过其结温的允许值，IGBT都可能。
第三章 IGBT模块和IPM功率模块
四、电压型逆变器引起短路故障的原因
1.直通短路桥臂中某一个器件(包括反并二极管)损坏。 2.负载电路短路在某些升压变压器输出场合，副边短路 的情况 3.逆变器输出直接短路。
练习题
1.说明IGBT模块和IPM功率模块的含义。 2.叙述IGBT的栅极隔离有哪些功能？ 3.分析IGBT失效原因。 4.如何正确对IGBT进行使用和检修？
三、IPM的栅极隔离
如图所示为IPM模块典型栅极隔离电路，在IPM 模块外 围要有相应的电子元件才能保证正确工作。
如图所示为IPM的电机驱动电路。
第三节 IGBT和IPM保护电路
一、ＩＧＢＴ 失效原因分析
１. 过热损坏。 ２. 超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏 ３. 瞬态过电流 ４. 过电压
第二节元件的IGBT驱动板实物，IGBT的驱动 电路必须具备2个功能: (１)实现控制电路(低压部分)与IGBT栅极(集电极和栅极击 穿，栅极可能成为高压部分)的电隔离； (２)提供合适的栅极驱动脉冲电压值使集电极和发射极充分 导通和截止，因此要有开关变压器降压。
电力电子元件结构
二、IPM智能功率模块封装和符号
如图所示为IPM内部构造，IPM智能功率模块采用多层 环氧树脂工艺，小功率IPM采用一种基于多层环氧树脂黏合 的绝缘技术，铜箔直接铸接工艺，中大功率采用陶瓷绝缘 结构。
IPM常用封装形式 ａ)一单元IPM符号 ｂ)两单元IPM符号 ｃ)六单元IPM符号
二、IGBT管极性测量
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，则判断红表笔接的为集电极(Ｃ)，黑表笔接的为发射 极(Ｅ)。
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模块
IGBT模块工作原理及使用中的注意事项来源： | 发表于：2009年04月13日1 IGBT模块简介IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT的栅极G和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极G—发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
实物图图1 IGBT的等效电路2 IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
其相互关系见下表。
使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。
同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。
特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降温等使用。
3 使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。
由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。
因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。
因此使用中要注意以下几点：1.在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后，再触摸；2.在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块；3.尽量在底板良好接地的情况下操作。
IGBT驱动原理
IGBT驱动原理目录一、简介二、工作原理三、技术现状四、测试方法五、选取方法简介：绝缘栅双极晶体管 IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作,它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高（10—40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。
广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。
IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。
1 IGBT 门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大，所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。
图 1 是一个典型的例子。
在+20 ℃情况下,实测 60 A ， 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ～ 6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降,应选取Ugc ≥ (1.5 ～ 3）Uge(th） ,当 Uge 增加时，导通时集射电压 Uce 将减小，开通损耗随之减小,但在负载短路过程中 Uge 增加,集电极电流 Ic 也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此 Ugc 的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力（在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用 IGBT 时， +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。
1。
2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说,上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小,主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电,要求能提供较大的瞬时电流,要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通，应加上一个 -5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断（过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为 -2 ～ 10 V 之间 ) .1。
新能源汽车核心部件--电控IGBT模块入门详解,从小白到精通
根据乘联会数据，2022年6月新能源车国内零售渗透率27.4%，并且2022年6月29日欧盟对外宣布，欧盟27个成员国已经初步达成一致，欧洲将于2035年禁售燃油车。
市场越来越景气，同时国内近期新发布的新能源车型也百花齐放。
不论是普通消费者、新能源汽车产业相关从业者，还是一二级市场投资人，也逐渐深入关注研究新能源车的一些核心部件，尤其是功率器件IGBT模块，今天小编就用问答的形式给大家展开讲讲，希望能够用比较通俗的解释帮助到大家。
电驱系统和IGBT模块的作用要弄明白IGBT模块，就要先了解新能源汽车的电驱系统，先用一句话概括电驱系统如何工作：在驾驶新能源汽车时，电机控制器把动力电池放出的直流电（DC）变为交流电（AC）（这个过程即逆变），让驱动电机工作，电机将电能转换成机械能，再通过传动系统（主要是减速器）让汽车的轮子跑起来。
反过来，把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。
1、什么是“三电系统”和“电驱系统”？三电系统，即动力电池（简称电池）、驱动电机（简称电机）、电机控制器（简称电控），也被人们成为三大件，加起来约占新能源车总成本的70%以上，是决定整车运动性能核心的组件。
电驱系统，我们一般简单把电机、电控、减速器，合称为电驱系统。
但严格定义上讲，根据进精电动招股说明书，电驱动系统包括三大总成：驱动电机总成（将动力电池的电能转化为旋转的机械能，是输出动力的来源）、控制器总成（基于功率半导体的硬件及软件设计，对驱动电机的工作状态进行实时控制，并持续丰富其他控制功能）、传动总成（通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩，以保证电驱动系统持续运行在高效区间）。
图：电驱系统示意图图片来源：进精电动招股说明书2、什么是“多合一电驱系统”？一开始电机、电控、减速器都是各自独立的零部件，但随着技术的进步，我们把这三个部分集合在一起做成一个部件，就变成了“三合一电驱”。
集成的目的主要是节省空间、降低重量、提升性能、降低成本。
IGBT驱动基础学习知识原理
IGBT驱动原理目录一、简介二、工作原理三、技术现状四、测试方法五、选取方法简介：绝缘栅双极晶体管 IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。
广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。
IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。
1 IGBT 门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大，所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。
图 1 是一个典型的例子。
在+20 ℃情况下，实测 60 A ， 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ～6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc ≥ (1.5 ～ 3)Uge(th) ，当 Uge 增加时，导通时集射电压 Uce 将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中 Uge 增加，集电极电流 Ic 也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此 Ugc 的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力 ( 在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用 IGBT 时， +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力 ) 。
1.2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通，应加上一个 -5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断( 过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为 -2 ～ 10 V 之间 ) 。
IGBT_工作原理及检测方法
IGBT模块工作原理以及检测方法1 IGBT模块简介IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor（绝缘栅双极型晶体管）的缩写，IGBT 是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT的栅极G和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极G—发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
图1 IGBT的等效电路2 IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
其相互关系见下表。
使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。
同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。
特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降温等使用。
3 使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。
由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。
因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。
因此使用中要注意以下几点：1.在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后，再触摸；2.在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块；3.尽量在底板良好接地的情况下操作。
IGBT模块的检测与常见故障原因
IGBT模块常规测量以及故障维修方法IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，随着节能环保等理念的推进，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广，此类产品在市场上将越来越多见。
入手IGBT模块我们应先对其进行一个常规检测。
那我们应该如何检测呢？我们可以分为以下几个方面：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.检测注意事项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。
IGBT论文
摘要IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),也称为绝缘栅双极晶体管,是一种复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件,它同时具有MOSFET的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性及易实现较大电流的能力，既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大的优点，这使得IGBT成为近年来电力电子领域中尤为瞩目的电力电子驱动器件，并且得到越来越广泛的应用。
本文主要介绍了IGBT的结构特性、工作原理和驱动电路，同时简要概括了IGBT模块的选择方法和保护措施等，最后对IGBT的实际典型应用进行了分析介绍，通过对IGBT的学习，来探讨IGBT 在当代电力电子领域的广泛应用和发展前景。
关键词：IGBT；绝缘栅双极晶体管；MOSFET；驱动电路；电力电子驱动器件目录摘要 (I)1 前言 (1)2 IGBT的发展历程 (1)3 IGBT的结构特点和工作原理 (2)4 IGBT的驱动电路和保护 (4)4.1 IGBT对驱动电路的要求 (4)4.2 IGBT实用的驱动电路 (5)4.3 IGBT的保护措施 (8)5 IGBT的工作特性 (11)6 IGBT模块的选择和测试 (12)7 IGBT的应用实例 (15)7.1断路器永磁机构控制器的驱动电路 (15)7.2 变频调速系统 (16)7.3大功率商用电磁炉 (17)8 结论 (17)参考文献 (19)1 前言近年来，新型功率开关器件IGBT已逐渐被人们所认识，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 与以前的各种电力电子器件相比，IGBI、具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路；高速开关特性；导通状态低损耗。
IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT模块工作原理注意事项及检验方法
IGBT模块工作原理注意事项及检验方法一、IGBT模块工作原理：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率半导体器件，结合了MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）和BJT（Bipolar Junction Transistor）的特点。
它具有MOSFET的高输入阻抗和低控制电流特性，以及BJT的低导通电压和高开关速度特性。
IGBT模块由一组IGBT晶片和驱动电路组成。
当输入电压施加在控制端时，驱动电路产生合适的电压和电流信号，控制晶片的导通与关断。
在导通状态下，IGBT模块能够承受大电流和高电压，而在关断状态下，则能够实现较低的能耗。
控制阶段：控制信号施加在控制端，通过驱动电路控制IGBT晶片的导通与关断。
开关阶段：当控制信号将IGBT晶片导通时，由于其结构上的PN结，会使其导通电压下降，其中增加的电流主要由N型补偿垒区供应。
导通阶段：一旦IGBT模块导通，其阻抗降低，电流将大量通过。
在导通状态下，其阻抗几乎只取决于N型补偿区的电阻。
关断阶段：当控制信号将IGBT晶片关断时，PN结上的耗尽层扩展，致使导通层的蓄积区被移出，电流迅速减少。
二、IGBT模块注意事项：1.温度控制：IGBT模块在高负载情况下产生较大的热量，需要结合设计要求和工况要求，进行散热措施，以防止超温。
2.静电防护：IGBT晶片非常敏感，需要采取静电防护措施，如使用防静电工作台、穿着导电手套等。
3.输入电压限制：IGBT模块的输入电压有一定的限制范围，超过此范围可能导致损坏。
因此，在使用时需要注意输入电压的范围。
4.输入信号控制：控制端输入信号的电压和电流要在规定范围内，以保证IGBT模块的正常工作。
5.导通和关断速度：IGBT模块的导通和关断速度会影响其性能，因此需要选择合适的驱动电路和控制信号。
6.绝缘耐压：IGBT模块需要具备良好的绝缘性能，以保证在高压环境下的安全性能。
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。
IGBT模块：技术、驱动和应用
IGBT模块：技术、驱动和应用IGBT模块是一种集成了多个功率晶体管的集成电路，它能够承受高电压和高电流，广泛应用于电力变换和工业控制领域。
IGBT模块的技术、驱动和应用，是电力电子学、微电子学和电气工程领域的重要内容。
本文将针对IGBT模块的技术、驱动和应用进行详细的分析和讨论。
一、技术1. IGBT的结构和原理IGBT模块采用了IGBT功率晶体管技术，是一种高功率半导体器件。
IGBT由P型掺杂的底部导电层、N型的发射区、P 型区域和N型区域组成。
IGBT的结构与三极管相似，但它在结构上融合了场效应晶体管（FET）和双极型晶体管（BJT）的优点。
IGBT的输出开关特性类似于MOSFET，控制端需要施加正向偏置电压才能开启它。
然而，IGBT模块的输出电容较大，需要控制端施加负向电压才能关闭它。
2. IGBT模块的特性（1）高平均功率：IGBT模块能够承受高电压和高电流，适用于高功率应用。
（2）低电压降：IGBT模块的导通电阻比较低，导通时的电压降较小。
（3）快速开关：IGBT模块的响应速度较快，可以实现高频开关。
（4）耐高温：IGBT模块的工作温度范围宽，可以在高温环境下工作。
3. IGBT模块的制造工艺IGBT模块的制造过程包括晶体管芯片制造、封装和模块组装三个步骤。
晶体管芯片制造是IGBT模块制造的核心，它需要进行掺杂、生长晶片、刻蚀和沉积等多个步骤。
封装使晶体管芯片和引脚封装在一起，并对晶片进行保护。
模块组装是将多个IGBT芯片、散热器和电容器等部件组合起来形成一个完整的IGBT模块。
组装包括焊接、粘接和测试等多个工序。
4. IGBT模块的散热和保护IGBT模块的高功率和高温度会导致散热问题。
散热系统需要有效地排放IC模块产生的热量。
通常采用散热片、散热器和风扇等来散热。
保护系统需要检测IGBT模块的输出信号和工作状态，并及时停止或调节当前的工作状态以保证工作的稳定性和可靠性。
通常采用过流保护、过压保护和过温保护等方式进行保护。
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。
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IGBT模块工作原理以及检测方法
IGBT模块简介
IGBT 是Insulated Gate Bipolar Transistor （绝缘栅双极型晶体管）的缩写，IGBT 是由MOSFE和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFE器件驱动功率小和开关速度快的优点，又
具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFE与功率晶体管之间，
可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT的栅极G和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFE导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS截止，切断PNP晶体管基极电
流的供给，使得晶体管截止。
IGBT与MOSFE一样也是电压控制型器件，在它的栅极G-发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
图1 IGBT的等效电路 2 IGBT模块的选择
IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。
其相互关系见下表。
使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。
同时，开关
损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。
特别是用
作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降温等使用。
3使用中的注意事项
由于IGBT模块为MOSFE结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。
由于
此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20〜30V。
因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。
因此使用中要注意以下几点：
1. 在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先ffl 1 iUBT的需戰电曙
将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后，再触摸；
2. 在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块；
3. 尽量在底板良好接地的情况下操作。
在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压，但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容耦合，也会产生使氧化层损坏的振荡电压。
为此，通常采用双绞线来传送驱动信号，以减少寄生电感。
在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。
此外，在栅极一发射极间开路时，若在集电极与发射极间加上电压，则随着集电极
电位的变化，由于集电极有漏电流流过，栅极电位升高，集电极则有电流流过。
这时，如果集电极与发射极间存在高电压，则有可能使IGBT发热及至损坏。
在使用IGBT的场合，当栅极回路不正常或栅极回路损坏时（栅极处于开路状态），
若在主回路上加上电压，则IGBT就会损坏，为防止此类故障，应在栅极与发射极之间串接
一只10K Q左右的电阻。
在安装或更换IGBT模块时，应十分重视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度。
为了减少接触热阻，最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂。
一般散热片底部安装
有散热风扇，当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热，而发生故障。
因
此对散热风扇应定期进行检查，一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度感应器，
当温度过高时将报警或停止IGBT模块工作。
4保管时的注意事项
1. 一般保存IGBT模块的场所，应保持常温常湿状态，不应偏离太大。
常温的规定为
5〜35C，常湿的规定在45〜75%左右。
在冬天特别干燥的地区，需用加湿机加
湿；
2. 尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合；
3. 在温度发生急剧变化的场所IGBT模块表面可能有结露水的现象，因此IGBT模块应
放在温度变化较小的地方；
4•保管时，须注意不要在IGBT模块上堆放重物；
5.装IGBT模块的容器，应选用不带静电的容器。
检测IGBT模块的的办法
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 X 10K Q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：若进第二次测量时，应短接一下源极（S）和栅极（G）。
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RX 10K Q挡，因RX 1K Q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。
判断IGBT的方法
1、判断极性
首先将万用表拨在RX 1KQ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 X 10K Q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 o注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨
在RX 10KQ挡，因RX 1KQ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。