IGBT故障原因
IGBT损坏原因
4.IGBT损坏的解决对策①过电流损坏为了避免IGBT发生擎住效应而损坏，电路设计中应保证IGBT的最大工作电流应不超过IGBT的IDM值，同时注意可适当加大驱动电阻RG的办法延长关断时间，减小IGBT 的di/dt。
驱动电压的大小也会影响IGBT的擎住效应，驱动电压低，承受过电流时间长，IGBT 必须加负偏压，IGBT生产厂家一般推荐加-5V左右的反偏电压。
在有负偏压情况下，驱动正电压在10—15V之间，漏极电流可在5～10μs内超过额定电流的4～10倍，所以驱动IGBT 必须设计负偏压。
由于UPS负载冲击特性各不相同，且供电的设备可能发生电源故障短路，所以在UPS设计中采取限流措施进行IGBT的电流限制也是必须的，可考虑采用IGBT厂家提供的驱动厚膜电路。
如FUJI公司的EXB841、EXB840，三菱公司的M57959AL，57962CL，它们对IGBT的集电极电压进行检测，如果IGBT发生过电流，内部电路进行关闭驱动。
这种办法有时还是不能保护IGBT，根据IR公司的资料，IR公司推荐的短路保护方法是：首先检测通态压降Vce，如果Vce超过设定值，保护电路马上将驱动电压降为8V，于是IGBT 由饱和状态转入放大区，通态电阻增大，短路电路减削，经过4us连续检测通态压降Vce，如果正常，将驱动电压恢复正常，如果未恢复，将驱动关闭，使集电极电流减为零，这样实现短路电流软关断，可以避免快速关断造成的过大di/dt损坏IGBT，另外根据最新三菱公司IGBT资料，三菱推出的F系列IGBT的均内含过流限流电路(RTCcircuit)，如图6，当发生过电流，10us内将IGBT的启动电压减为9V，配合M57160AL驱动厚膜电路可以快速软关断保护IGBT。
②过电压损坏防止过电压损坏方法有：优化主电路的工艺结构，通过缩小大电流回路的路径来减小线路寄生电感;适当增加IGBT驱动电阻Rg使开关速度减慢(但开关损耗也增加了);设计缓冲电路，对尖峰电压进行抑制。
电磁炉烧IGBT原因分析
一、原因分析 二、解决故障的相应对策一、原分析：引起烧IGBT的原因主要是：
1、LC谐振电路震荡形成的高压超过了IGBT的耐压值所致，或选用的IGBT耐压不 够。 2、因同步采样电路故障引起IGBT G极的脉宽调制信号与IGBT C极因LC偕振电路 产生的交流高压不同步导致烧IGBT。 3、由于电路故障的原因导致IGBT G极静态时已有明显的电压，使得IGBT长期处于 导通状态，甚至是通电便烧IGBT。 4 4、由于IGBT热敏电阻绝缘不良导致IGBT C极的直流高压和交流高压通过热敏电阻 IGBT IGBT C 串入片机后烧IGBT。这种故障最为严重，有可能将单片机、LM339、HC164和相 关的其它元件烧毁。 5、因风机故障，风机的电机形成的反峰电压串入18V直流电源而烧IGBT。 6、因热敏电阻不良或单片机不良等原因高温不能做出保护，使得IGBT温度过高， 而烧IGBT。 7、因选用的锅具不合适而烧IGBT。 8、因电磁炉长期使用IGBT老化烧IGBT。
图片
张定东-------制
2006-12-13
电磁炉SF207故障实例分析 故障实例分析 电磁炉
产品型号：美的电磁炉SF207 产品型号 故障现象：开机显示E:07，〈供电电压正常〉 故障现象 故障分析： 故障分析 电源高低压保护电路出现故障会导致上电开机数码管显示E:07—E:08故障代码,因此我们将故障范围确定在 电源高低压保护电路及单片机IC1上。 检测过程： 检测过程 登门维修，按平常维修经验，首先检测用户家，室电是否正常打开后盖发热保险管以被烧坏，其次检测到 IGBT、桥堆均已损坏，按照一般维修经验，更换损坏的IGBT、桥堆、保险、Z50R驱动管Q3Q4后开机原 本以为一切正常了，后加热发现显示E:070，结合故障现象第一反应是电源高低压保护电路及单片机IC1上。 检测步骤： 检测步骤 上电开机，不接线圈盘的情况下，检测电源高低压反馈电路及单片机IC1的第20脚电压〈正常情况下该脚 电压为2.95左右〉首先用万能表测量IC1 20脚电压为0V，然后对相关电路及相关元器件进行检测，首先检 测D5、D6二极管已击穿后，更换新的D5、D6后试机，开机仍显示E:07，逐步检测发现R9与D5、D6整流 之间的直流电压为192V后，经电阻R9降压为0V后断电检测R9电阻由原来的2W330K增加到2W1M多欧姆 后更换新的2W330K电阻后，开机检测经电阻R9降压后输出为2.95V后开机显示一切正常。 总结： 总结 对于电源高低压保护电路故障部位，用不同的机器试机，故障现象有所不同，因为各个芯片检测电压是有 差别的，所以我们在分析故障时，一定要比较准确，全面的了解维修的历史过程及故障现象的所有细节， 只有这样才能少走弯路，提高维修效率。然后，还要从理论上对故障机原理进行正确的分析，从本质认识 故障现象，为今后检测类似故障增加一条正确的维修思路。
IGBT短路原因及其保护措施
IGBT短路原因及其保护措施工作时，外部事故或者硬件/软件的错误会导致短路。
根据短路发生的时间点与IGBT工作状态的不同，可以分为以下两种短路：·SC1短路，IGBT开通前已经发生短路；·SC2短路，IGBT开通后发生短路。
实际短路电流常常超过IGBT数据手册中标注的短路电流l SC，这是由于实际工况往往超规格书给定条件。
通常这些给定条件包括栅极电压U GE为15V，最大结温T vi,op(125℃或150℃)，特定的直流母线电压UDC和最大持续时间。
由此产生的短路电流存在以下关系：如果T vi,op升高，则l SC下降；如果U DC或U GE增大，则l CS增大。
l SC=f(T vi,op↑↓，U DC↑↓，U GE↑↓)(1)控制T vi,op和U DC相对容易，而控制U GE很困难，这是由于IGBT的反馈电容C GC(密勒电容)造成的。
短路时，IGBT集电极和发射极之间出现高电压变化率dU CE/dt。
特别是在SC2短路中，IGBT从低导通压降U CEsat的饱和状态迅速进入退饱和状态，从而几乎承受全部直流母线电压U DC与换流路径杂散电感造成的过冲电压之和。
电压突变产生反馈电流I GC，其可能导致IGBT栅极电容进一步充电，导致栅极电压升高甚至超过驱动电路产生的标称栅极电压。
根据IGBT的跨导，随着栅极电压的提升，集电极电流相应增加(不受外部条件的限制)。
数据手册中的转移特性描述了这种对应关系，一般给出最高到两倍标称电流I nom的曲线，如图1所示。
图1摘自450A IGBT模块数据手册的转移特性I c=f(U GE)限制IGBT栅极电压对于限制短路电流非常重要。
为了实现该目的，可以采用以下措施：·使用较小的栅极电阻R G，这会降低由电流I GC引起的压降，从而抑制栅极电压；·添加外部栅-射极电容。
电流l GC需对更大的门极电容充电，但IGBT模块内部电阻R gint使得内外电容解耦，从而限制了这种措施带来的好处；·通过快速齐纳二极管限制栅-射极电压。
小原中频焊机IGBT常见故障及分析
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三、几点说明
IGBT的损坏主要表现为击穿损坏，有一单元半击穿、两 单元半桥全击穿，但无论哪种形式的击穿，焊机都会停 止工作并伴随着故障报警。 IGBT损坏后禁止再去通电打点，以防进一步损坏其他器 件，在故障排除之后才可通电。 随着IGBT的击穿损坏，一般快速熔断器也会烧坏，反之 亦然，甚至输入和输出接触器也会烧坏。 中频焊机易损坏器件主要是：IGBT、快速熔断器F1、输
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外界应力
可靠性和产品使用有关的破坏
原因：因使用而引起的破坏； 不良情况位置：1、产品保管不当；2、实际安装时端子上 产生应力；3、在端子部位使用的螺钉过长；4、主端子部
螺钉的夹紧力矩不够，造成接触电阻过大；
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二、IGBT故障的判定方法
G-E间检测：
使C-E间处于短路状态， 用万用表（内部电池电 压必须在20V以下）测定 G-E间的电阻值，正常状 态下阻值为数十MΩ ~无 穷大。一般情况，如果 IGBT破坏， G-E间将处 于短路状态。
IGBT常见故障及分析
2011.08
1
一、IGBT常见故障
短路 过电流 过电压 过热
外界应力
两单元半桥模块
2
短路
串联支路短路
原因：1、门极驱动电路误动作；2、空载时间不足；
不良情况位置：1、门极驱动电路异常；2、控制PCB异常；
输出短路
原因：配线失误、配线误接触、负荷短路；
不良情况位置：负荷异常；
接地
原因：配线失误、配线误接触； 不良情况位置：负荷异常；
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!
IGBT非饱和故障
IGBT非饱和故障随着电力电子技术的不断发展，和IGBT的广泛使用，越来越多的工程师遇到了IGBT非饱和故障的问题。
本文将从IGBT非饱和故障的基本原因，影响因素，以及解决方法等方面进行阐述。
一、IGBT非饱和故障的基本原因IGBT非饱和故障原因可以从以下两个方面进行阐述：1.瞬间集电极电压峰值过高导致IGBT在开关过程中，由于开关速度较快，开关瞬间会产生高电压的功率脉冲，这会导致集电极电压峰值瞬间升高。
如果电路参数设计不合理或者失效，集电极电压峰值过高，就有可能引起IGBT非饱和故障。
2.长期工作导致的热损伤IGBT在工作过程中会产生大量的热量，如果导热不良或者散热不好，则会导致IGBT的温度升高，进而失去稳定工作的条件。
当IGBT的温度超过了限值，则出现非饱和故障。
二、IGBT非饱和故障的影响因素IGBT非饱和故障的难点就在于，在现场很难发现出来。
以下是IGBT非饱和故障的影响因素：1. 环境温度和湿度在高温高湿的环境下，IGBT所在的系统中的电子元器件散热能力将受到限制。
长时间运行，造成IGBT的非饱和故障。
2. 开关速度当IGBT打开或关闭时，开关速度较快，可以导致电反馈电压、电荷耦合等现象，从而已引起IGBT非饱和故障。
3. 外部负载长期工作在重载下，会导致IGBT的电压、电流频繁变换，使得IGBT 失去稳定性。
三、IGBT非饱和故障的解决方法IGBT非饱和故障的解决方法分以下两个方面：1.电路设计和参数设置电路和参数设置是防止IGBT非饱和故障的最直接有效的方法。
在IGBT 的开关过程中，设计一个合理的电路以及参数，可以解决电压和电流发生瞬间变化的问题，从而防止IGBTnon-saturation故障的发生。
2. 散热设计散热的设计是能够有效提高IGBT的使用寿命的关键点。
因此，在IGBT 的使用中，散热方式的设计非常重要。
目前比较流行的散热方式主要有风扇散热、水冷、铝型材散热等。
合理的散热设计可以避免IGBT过热而出现故障。
引起烧IGBT的原因
引起烧IGBT的原因1、LC谐振电路震荡形成的高压超过了IGBT的耐压值所致，或选用的IGBT耐压不够。
2、因同步采样电路故障引起IGBT G极的脉宽调制信号与IGBT C极因LC偕振电路产生的交流高压不同步导致烧IGBT。
3、由于电路故障的原因导致IGBT G极静态时已有明显的电压，使得IGBT长期处于导通状态，甚至是通电便烧IGBT。
4、由于IGBT热敏电阻绝缘不良导致IGBT C极的直流高压和交流高压通过热敏电阻串入片机后烧IGBT。
这种故障最为严重，有可能将单片机、LM339、HC164和相关的其它元件烧毁。
5、因风机故障，风机的电机形成的反峰电压串入18V直流电源而烧IGBT。
6、因热敏电阻不良或单片机不良等原因高温不能做出保护，使得IGBT温度过高，而烧IGBT。
7、因选用的锅具不合适而烧IGBT。
8、因电磁炉长期使用IGBT老化烧IGBT。
二、解决故障的相应对策：因进入市场电磁炉基本不会是电路设计原因引起烧IGBT，多是元器件发生故障所致，下面就引起烧IGBT原因作出相应的简单维修介绍。
1、原因：因高压过高烧IGBT；解决方法：（1）检测线圈盘和谐振电容是否变质或所更换的元件是否与原机相符，找出故障元件并替换。
（2）检测高压采样电路的电压是否正常，如不正常找出引起该故障的元件并替换。
（3）当做了以上两步仍看不出明显故障点，应考虑高压取样电路中的高频滤波电容是否失容或开路，如有不妥予已替换。
2、原因：因同步采样电路故障引起烧IGBT；解决方法：（1）用万用表检测同步采样和同步输出静态电压是否正常，如不正常找出引起该电压变化的故障元件并替换，该处故障最多的是同步取样的大功率电阻。
（2）如同步采样和同步输出电压正常时，可观察IGBT G极触发波形是否正常和单片输出的PWM信号是否正常，如不正常多是震荡电容阻尼二极管及单片机故障。
通过以上两点基本上能将同步采样电路故障引起烧IGBT原因找出。
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。
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IGBT故障原因
IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种高性能功率开关器件，广泛应用于各种功率电子设备中。
它结合了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和普通双极晶体管的优点，具有高开关频率、低导通电阻、大电流承载能力和高崩溃电压等优势。
然而，由于IGBT通常在高压大电流环境下工作，可能会出现故障。
本文将探讨IGBT故障的可能原因。
首先，IGBT可能会发生过电压故障。
过电压会导致IGBT击穿，使其无法正常开关。
过电压的原因可能包括电源的不稳定、电感回馈、由于电源切换、瞬态电压、电源杂散峰值等。
这些过电压可能会损坏IGBT的栅电极、封装或晶体管结构，导致器件失效。
第二，过温度也是IGBT故障的一个重要原因。
高温会导致IGBT内部结构的热膨胀，进而造成内部扩散层的晶体管结构变形和金属导线断裂。
过温的原因包括过载、长时间高频工作、散热不良等。
此外，如果IGBT 的封装有缺陷，导致散热不良，也会引起过温故障。
第三，脉冲电流和过载可能会导致IGBT故障。
当IGBT经受过大的电流冲击时，可能会发生结构断裂、电极烧蚀、导电层融化等故障。
这种情况通常发生在电流过载、启动电流过大、全相失序等情况下。
第四，电压振荡和共振也可能引起IGBT故障。
当IGBT暴露在高频的电压振荡和共振环境中时，可能会引起其栅电极和封装的损坏。
这种情况通常出现在电路设计不当、电源突然切换等情况下。
第五，电压倒转和漏电会对IGBT造成损害。
电压倒转发生在电源切
换时，如果切换过程中电源的极性反转，会导致IGBT结反偏使其击穿。
此外，漏电可能会引起IGBT封装的损坏，导致结构失效。
第六，静电放电是另一个常见的IGBT故障源。
当IGBT处于无保护状
态下，静电放电可能导致器件损坏。
因此，在操作或维护IGBT时应注意
进行适当的静电防护。
最后，如果IGBT的封装质量不好，可能会导致故障。
封装质量差可
能会导致材料不均匀、接触不良、尺寸不一致等问题，影响IGBT的性能
和可靠性。
综上所述，IGBT故障的原因包括过电压、过温度、脉冲电流和过载、电压振荡和共振、电压倒转和漏电、静电放电以及封装质量等。
了解这些
故障原因有助于在设计、操作和维护中采取相应的措施以减少故障的风险。