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igbt模塊元器件自損快速檢測法
2022-03-04
1種新型igbt模塊元器件自損快速檢測法(即門極電流ig檢測法)
當igbt模塊元器件毀壞時,門極與發射極間也被擊穿,但因為結電容的作用,門極電壓變動緩慢。但按照電路理論i=cdu/dt得知,門極電流ig變動比門極電壓vge快得多。所以,可以綜合igbt模塊的門極脈沖指令與門極電流來準確、快速地判定igbt模塊是不是毀壞。一經檢測到某一igbt模塊毀壞,立即封鎖igbt模塊脈沖指令,能完全避免并接回路大量igbt模塊毀壞,并不會擴大故障范圍。具體原理圖如圖4所顯示。
圖4:門極電流檢測和保護原理圖
igbt模塊元器件正常時,當門極電壓給定信號從on切換成off后,igbt模塊門極電流ig數值十分小,具體數值與igbt模塊元器件有關,我們已經掌握了三菱3.3kv/1.2ka大容量igbt模塊的電流數值和延時時間。igbt模塊毀壞時門極電流變化和檢出如圖5所顯示。當檢測出igbt模塊有異常時,即刻發出脈沖封鎖命令,避免故障擴大化。
該方式的優勢是檢測、封鎖時間極短,僅有幾個微秒,能完全避免igbt模塊大面積毀壞。缺陷是在igbt模塊導通運行時,不能判斷其是不是異常,僅有在IGBToff指令發出時才可以判斷igbt模塊是不是自毀壞。
圖5:igbt模塊毀壞時門極電流變化和檢出
當場改造及效果
原先現場變頻器中使用的是門極電壓fb監控法。因為脈沖封鎖不能快速即時,在某一個igbt模塊毀壞時導致其它igbt模塊大面積毀壞,故障損失慘重,必須對當場進行技術改造。
倘若使用vce電壓監測法對igbt模塊過電流進行保護,雖然十分成熟和常用,但要對原變頻器大動干戈,主回路要添加很多接線,脈沖放大板的改動量也很大。另外由于原變頻器并沒有太多空間來布線及使用絕緣措施,無論從改造任務量和成本上都不太可行。因此vce電壓監測法不適合使用。
使用門極電流ig檢測法就方便、簡單很多。只需在原變頻器igbt模塊保護作用的基礎上進行局部改造,添加igbt模塊門極電流檢測作用便可。如此一旦門極導通電流超出設定值,且通過x微秒左右的延時后,門極電流依然超出設定值,就判斷該igbt模塊毀壞或異常,立刻發出所有igbt模塊脈沖封鎖指令,即時進行有效保護,避免大面積igbt模塊毀壞。
圖6:改造后的保護原理
以上就是傳承電子對igbt模塊元器件自損快速檢測法的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。
當igbt模塊元器件毀壞時,門極與發射極間也被擊穿,但因為結電容的作用,門極電壓變動緩慢。但按照電路理論i=cdu/dt得知,門極電流ig變動比門極電壓vge快得多。所以,可以綜合igbt模塊的門極脈沖指令與門極電流來準確、快速地判定igbt模塊是不是毀壞。一經檢測到某一igbt模塊毀壞,立即封鎖igbt模塊脈沖指令,能完全避免并接回路大量igbt模塊毀壞,并不會擴大故障范圍。具體原理圖如圖4所顯示。

igbt模塊元器件正常時,當門極電壓給定信號從on切換成off后,igbt模塊門極電流ig數值十分小,具體數值與igbt模塊元器件有關,我們已經掌握了三菱3.3kv/1.2ka大容量igbt模塊的電流數值和延時時間。igbt模塊毀壞時門極電流變化和檢出如圖5所顯示。當檢測出igbt模塊有異常時,即刻發出脈沖封鎖命令,避免故障擴大化。
該方式的優勢是檢測、封鎖時間極短,僅有幾個微秒,能完全避免igbt模塊大面積毀壞。缺陷是在igbt模塊導通運行時,不能判斷其是不是異常,僅有在IGBToff指令發出時才可以判斷igbt模塊是不是自毀壞。

當場改造及效果
原先現場變頻器中使用的是門極電壓fb監控法。因為脈沖封鎖不能快速即時,在某一個igbt模塊毀壞時導致其它igbt模塊大面積毀壞,故障損失慘重,必須對當場進行技術改造。
倘若使用vce電壓監測法對igbt模塊過電流進行保護,雖然十分成熟和常用,但要對原變頻器大動干戈,主回路要添加很多接線,脈沖放大板的改動量也很大。另外由于原變頻器并沒有太多空間來布線及使用絕緣措施,無論從改造任務量和成本上都不太可行。因此vce電壓監測法不適合使用。
使用門極電流ig檢測法就方便、簡單很多。只需在原變頻器igbt模塊保護作用的基礎上進行局部改造,添加igbt模塊門極電流檢測作用便可。如此一旦門極導通電流超出設定值,且通過x微秒左右的延時后,門極電流依然超出設定值,就判斷該igbt模塊毀壞或異常,立刻發出所有igbt模塊脈沖封鎖指令,即時進行有效保護,避免大面積igbt模塊毀壞。

以上就是傳承電子對igbt模塊元器件自損快速檢測法的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。
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