Hei acolo! În calitate de furnizor de module IGBT, am văzut partea mea corectă de probleme când vine vorba de aceste componente mici. IGBT, sau tranzistorul bipolar de poartă izolată, modulele sunt super importante într -o mulțime de aplicații, cum ar fi electronica de energie electrică, unitățile motorii și sistemele de energie regenerabilă. Dar la fel ca orice altă piesă de tehnologie, acestea pot eșua. În acest blog, voi vorbi despre modurile comune de eșec ale modulelor IGBT.
1. Over - Eșec curent
Unul dintre cele mai frecvente motive pentru eșecul modulului IGBT este mai mult - curent. Când un modul IGBT este supus unui curent care este mai mare decât valoarea sa nominală, se pot întâmpla lucruri rele. Vedeți, IGBT -urile au un curent limitat - capacitate de transport. Dacă curentul depășește această limită, poate provoca încălzire excesivă.
Căldura generată în timpul condițiilor curente este o problemă reală. Poate deteriora materialul semiconductor din interiorul IGBT. Temperatura crescută poate duce la tensiune termică, ceea ce ar putea provoca fisuri în matriță sau fire de lipire. Și odată ce apar aceste daune fizice, modulul IGBT este destul de mult la ieșire.
Peste - curentul poate fi cauzat de o varietate de factori. Un circuit scurt în sarcină este un vinovat clasic. De exemplu, într -un sistem industrial de acționare a motorului, dacă există un scurt în înfășurarea motorului, o cantitate imensă de curent poate curge prin modulul IGBT. O altă cauză ar putea fi o defecțiune în circuitul de control. Dacă semnalele de control sunt incorecte, IGBT ar putea rămâne mai mult decât ar trebui, ceea ce duce la curent cu curent.
2. Over - Eșecul tensiunii
Over - Tensiunea este o altă durere de cap majoră pentru modulele IGBT. Aceste module au un rating de tensiune maximă, iar atunci când tensiunea peste ele depășește această limită, aceasta vrăjește probleme. La fel ca peste - curentul, tensiunea peste - poate provoca stres excesiv asupra IGBT.
Când are loc un eveniment de peste tensiune, acesta poate duce la defalcarea straturilor de izolare în interiorul IGBT. Tensiunea înaltă poate trage prin straturile de izolare subțiri, creând o cale pentru fluxul de curent nedorit. Aceasta este cunoscută sub numele de Avalanche Breakdown. Odată ce se întâmplă defalcarea avalanșelor, IGBT poate fi deteriorat permanent.
Există mai multe surse de tensiune peste. Grevele de fulgere pot provoca vârfuri bruște în rețeaua electrică, care pot fi apoi transferate în modulul IGBT. În unele cazuri, operațiunile de comutare rapidă în circuit pot genera, de asemenea, vârfuri de tensiune. De exemplu, atunci când un IGBT se oprește rapid, sarcina inductivă din circuit poate genera o spate - EMF (forță electromotivă) care poate fi mult mai mare decât tensiunea normală de funcționare.
3. Defecțiune termică
Căldura este dușmanul modulelor IGBT. Eșecul termic este o întâmplare frecventă, în special în aplicațiile de mare putere. IGBT -urile generează căldură atunci când conduc curent, iar dacă această căldură nu este disipată corect, temperatura modulului poate crește la niveluri periculoase.
Temperatura de joncțiune a unui IGBT este un parametru critic. Dacă depășește temperatura maximă de joncțiune admisă, performanța IGBT începe să se degradeze. La temperaturi ridicate, proprietățile electrice ale materialului semiconductor se schimbă. Rezistența de stare pornită crește, ceea ce înseamnă că mai multă putere este disipată ca căldură, creând un ciclu vicios.
Disiparea slabă a căldurii se poate datora mai multor motive. O chiuvetă defectuoasă este una obișnuită. Dacă chiuveta de căldură nu este în contact bun cu modulul IGBT sau dacă este înfundat de praf, nu va putea transfera căldura eficient. De asemenea, fluxul de aer de răcire insuficient poate fi o problemă. În unele setări industriale, s -ar putea ca sistemele de ventilație să nu funcționeze corect, ceea ce duce la supraîncălzirea modulelor IGBT.
4. Defecțiunea oxidului de poartă
Oxidul de poartă dintr -un IGBT este un strat subțire care joacă un rol crucial în controlul dispozitivului. Este ca și portarul care decide când IGBT ar trebui să se aprindă și să se oprească. Cu toate acestea, acest oxid de poartă este, de asemenea, destul de fragil.
Eșecul oxidului de poartă poate apărea din motive. Descărcarea electrostatică (ESD) este o amenințare majoră. Chiar și o mică încărcare statică poate deteriora stratul subțire de oxid de poartă. De exemplu, dacă un tehnician care gestionează modulul IGBT nu este împământat în mod corespunzător, poate apărea o descărcare statică atunci când atinge modulul, provocând o defecțiune a oxidului de poartă.
O altă cauză a defecțiunii oxidului de poartă este funcționarea la temperatură ridicată. Expunerea prelungită la temperaturi ridicate poate degrada oxidul de poartă în timp. Căldura poate face ca stratul de oxid să se descompună, ceea ce duce la pierderea controlului asupra IGBT.
5. Defecțiune de sârmă de legătură
Firurile de legare sunt utilizate pentru a conecta matrița din modulul IGBT la terminalele externe. Aceste fire sunt de obicei confecționate din aluminiu sau cupru. Cu toate acestea, pot eșua în timp.
Ciclismul termic este o cauză majoră a defecțiunii sârmei de legare. Pe măsură ce modulul IGBT se încălzește și se răcește în timpul funcționării normale, firele de legătură se extind și se contractă. Această expansiune și contracție repetată pot provoca oboseală în fire. În cele din urmă, firele se pot rupe, ceea ce duce la o condiție de circuit deschisă în modul.
Vibrația poate fi, de asemenea, o problemă. În unele medii industriale, există multe vibrații. Această vibrație poate determina să se deplaseze firele de legare, ceea ce poate duce la uzură. Și odată ce firele se rup, modulul IGBT nu va funcționa corect.
Cum să preveniți aceste eșecuri
Acum că am vorbit despre modurile comune de eșec, să discutăm cum să le prevenim. În primul rând, circuitele de protecție adecvate sunt obligatorii. Peste - Circuite de protecție a tensiunii cu curent și peste - pot fi instalate pentru a împiedica expunerea modulului IGBT la niveluri periculoase de curent și tensiune.
O bună gestionare termică este, de asemenea, crucială. Asigurați -vă că utilizați o chiuvetă de înaltă calitate și asigurați ventilația corespunzătoare. Curățați regulat chiuveta de căldură pentru a preveni acumularea de praf.
Când vine vorba de gestionarea modulelor IGBT, este necesară o protecție adecvată ESD. Tehnicienii ar trebui să poarte curele de încheietură anti -statice și să lucreze pe covorașe anti -statice.
Accesorii pentru alimentarea cu inducție
Dacă vă aflați în activitatea de alimentare cu inducție, s -ar putea să fiți interesat și de unele dintre accesoriile pe care le oferim. Vezi -neCablu răcit cu apă pentru cuptor,Transformator pentru cuptor cu frecvență intermediară, șiCondensator de încălzire a inducției. Aceste accesorii pot lucra manual cu modulele noastre IGBT pentru a îmbunătăți performanța generală a sistemului dvs. de alimentare cu inducție.
Contactați -ne pentru achiziții
Dacă doriți să achiziționați module IGBT sau oricare dintre accesoriile menționate mai sus, nu ezitați să ajungeți. Suntem aici pentru a vă oferi produse de înaltă calitate și servicii excelente pentru clienți. Aruncați -ne un mesaj și vom începe discuția despre achiziții.
Referințe
- Mohan, N., Unteland, TM, & Robbins, WP (2012). Electronică de putere: convertoare, aplicații și proiectare. Wiley.
- Neaman, DA (2010). Fizică și dispozitive semiconductoare: principii de bază. McGraw - Hill.