Une astuce pour juger de l'état du module IGBT

Il y a certaines situations dans le travail : le module IGBT endommagé doit analyser la cause de la panne, ou le module avec une bonne apparence doit juger s'il y a une anomalie. En l'absence d'équipement spécialisé, les multimètres numériques peuvent être utilisés comme outil commun pour nous aider à identifier rapidement les IGBT. À ce stade, le fichier de diodes, le fichier de résistance et le fichier de capacité du multimètre sont généralement utilisés. Il convient de noter que les données de test du multimètre ne sont pas universelles et ne peuvent être utilisées que comme référence.

Structure des modules

Prenez l'exemple du module IGBT en boîtier commun de 62 mm. La partie interne est composée d'une puce IGBT (transistor bipolaire à grille isolée), d'une puce FWD (diode de roue libre), d'un fil de liaison, etc. Certains modules à courant élevé doivent être combinés par plusieurs ensembles de puces. La figure 1 est un module 400A d'un fabricant :

Module 400A du fabricant

Sa connexion électrique est illustrée à la figure 3. Les ponts supérieur et inférieur du module comportent 4 ensembles de puces IGBT et FWD connectées en parallèle via la ligne de liaison. Le symbole électrique équivalent est illustré à la figure 4 :

Connexion électrique

Le symbole électrique équivalent

Méthodes de mesure

1. Fichier de diodes

Avec le fichier de diodes, la chute de tension directe VF de la diode de roue libre peut être mesurée. Court-circuitez la porte-émetteur, connectez l'émetteur avec le stylo rouge du multimètre, le stylo noir est connecté au collecteur et le module normal VF sera d'environ 0,3 ~ 0,7 V. Si le VF est trop grand, la puce FWD ou le fil de liaison sera déconnecté. Un court-circuit se produit dans la puce FWD ou IGBT.

La taille de VF est liée au courant direct IF. Comme le montre la figure ci-dessous, il existe certaines différences dans la résistance et la tension dans le circuit de test de différents multimètres, ce qui entraînera la différence des résultats de mesure. Par conséquent, cette valeur de test ne peut pas être comparée à d'autres valeurs de test de multimètre. Il ne peut pas représenter les données de la fiche technique. Cette valeur test n'a pas d'autre signification. Il ne peut être utilisé que pour déterminer si la puce FWD est bonne ou mauvaise.

Contrôle VF

2. Fichier de résistance

(1) Mesurez la résistance entre le collecteur et l'émetteur de chaque tube IGBT du module, court-circuitez la porte-émetteur, le stylo rouge du multimètre est connecté au collecteur, le compteur noir est connecté à l'émetteur , et la valeur de résistance normale du module est généralement supérieure au niveau de mégaohm. 

(2) Mesurez la résistance entre la grille-émetteur (grille-collecteur) de chaque tube IGBT du module. Les fils de test rouge et noir du multimètre sont connectés respectivement à la porte et à l'émetteur (porte et collecteur), et le module normal présente également une impédance élevée. Lorsqu'une carte de commande est connectée au module, la résistance grille-émetteur est égale à la résistance de fuite, généralement plusieurs milliers d'ohms.

En raison de la plage de mesure du multimètre, certains multimètres ne peuvent pas afficher de valeurs valides pour les mesures de haute résistance ci-dessus. Bien sûr, lorsque la valeur de test est une impédance élevée, cela ne représente pas complètement que le module est normal. La méthode de fonctionnement ci-dessus a un certain effet sur la détermination du module défaillant, mais le taux de réussite n'est pas très élevé et le résultat de la mesure de capacité est également requis.

3. Fichier condensateur

L'engrenage de mesure du multimètre est ajusté au fichier de condensateur, le stylo rouge est connecté à la porte, le stylo noir est connecté à l'émetteur et la capacité interne entre la porte et l'émetteur de l'IGBT dans le module est mesurée , les données de mesure sont enregistrées, puis le stylo de test est remplacé, c'est-à-dire noir. Le stylo du compteur est connecté à la porte, le stylo rouge est connecté à l'émetteur et les données mesurées sont enregistrées. La capacité du module varie de quelques nF à plusieurs dizaines de nF. Enfin, les données sont comparées aux autres puces IGBT du module mesurées par le multimètre ou aux données de mesure du même fabricant et du même type de module, et les valeurs doivent être identiques ou similaires.

Il est uniquement recommandé de mesurer la capacité entre la grille et l'émetteur pendant la mesure. Le Cies dans la puce IGBT est le plus grand, Cres et Coes sont beaucoup plus petits que Cies, voir les figures 6 et 7, et la précision du multimètre pour les tests de capacité est limitée.

En plus :

(1) Semblable à la chute de tension directe VF, la valeur de test ici est différente des conditions de test de la valeur de test dans la fiche technique et ne peut être utilisée que comme référence de comparaison.

(2) Si la carte de commande est connectée au module, elle affectera le résultat de la mesure de capacité et doit être retirée en premier.

La précision du multimètre pour les tests de capacité est limitée

Résumé

Le résumé simple du multimètre numérique pour déterminer la qualité IGBT est le suivant :

Remarque : 

1. La méthode ci-dessus est utilisée comme méthode de discrimination préliminaire, et une analyse plus précise nécessite des instruments spéciaux.

2. Ne touchez pas les électrodes du module pendant le processus de mesure pour éviter tout dommage électrostatique ou interférer avec une analyse ultérieure du module défaillant.