نحوه تست IGBT

نحوه تست IGBT و انواع آن IGBT یک ترانزیستور دو قطبی یک قطعه نیمه هادی با گیت عایق شده است […]

راهنمای مطالعه

نحوه تست IGBT و انواع آن
نحوه انجام تست سرد IGBT
نحوه تست گرم IGBT
راه‌های ارتباطی نیک صنعت

نحوه تست IGBT و انواع آن

IGBT یک ترانزیستور دو قطبی یک قطعه نیمه هادی با گیت عایق شده است که کارکرد آن ترکیب ماسفت و BJT است. درنهایت IGBT یکی از مهم‌ترین قطعات و ادوات الکترونیک صنعتی است. همان طور که می‌دانید IGBT قلب اینورتر است که معمولا به دلایل مختلفی این قطعه آسیب می‌بیند. یکی از مراحل تعمیرات درایو بررسی قطعات داخلی و اجرا تست IGBT است. برای عیب یابی درست و بهینه سازی کارکرد مدارات قدرت، تست IGBT ضروری است. تست این قطعات، به شناسایی و تشخیص مشکلات کمک می‌کند و باعث کاهش زمان تعمیرات و افزایش طول عمر اینورتر می‌شود. برای تست انواع IGBT دو روش وجود دارد که شامل تست سرد و تست گرم می‌شود. برای تست گرم نیاز به تجهیزات پیشرفته وتخصصی نیاز است که باید توسط افراد متخصص و با تجربه انجام شود.

نحوه انجام تست سرد IGBT

در صورتی تست IGBT انجام شود که منبع تغذیه خراب است یا خطا باس DC روی اینورتر مشاهده شود. با توجه به دلایل ایمنی، از خاموش بودن منبع تغذیه اطمینان حاصل شود. از حالت تست پیوستگی و مقاومت مولتی متر استفاده شود تا وجود اتصال کوتاه بین پایه‌های امیتر، گیت و کلکتور بررسی گردد. قبل از انجام تست IGBT حتما از مداز خازج شود و بورد گیت درایو ر نیز باید جدا کرد. در ادامه تست‌های سرد IGBT را شرح می‌دهیم.

تست دیودی IGBT (Diode)

در این روش تمام دیودهای داخل IGBT تست می‌شود. برای اطمینان از کارکرد درست دیودها، ولتاژ شکست اندازه گیری می‌شود و همچنین ولتاژ شکست دیود زنر با دیود سنج یا همین تست دیود اندازه گیری می‌شود. تست دیودی IGBT در خارج از مدار با استفاده از مولتی متر دیجیتال انجام می‌شود و مطمئن شوید که منبع تغذیه خاموش است. البته داخل IGBT یک دیود هرزگرد داخلی وجود دارد که می‌توان بدون جداسازی نیز آن را تست کرد تا بتوان اتصال کوتاه یا مدار باز بودن پایه‌های امیتر، کلکتور و گیت را شناسایی کرد. در اغلب مواردی پایه‌های کلکتور – امیتر می‌سوزد. برای تست دیود هرزگرد IGBT کافی است از مولتی متر دیجیتال (Fluke) استفاده شود.

مراحل تست دیودی IGBT با مولتی متر دیجیتال بدون منبع تغذیه به‌صورت زیر اجرا می‌شود:

ابتدا اینورتر را از منبع تغذیه جدا شود یا منبع تغذیه خاموش گردد تا از خطر برق گرفتگی و آتش سوزی جلوگیری شود.
باید مولتی متر روی حالت تست دیود قرار بگیرد. نماد دیود روی صفحه نمایش یا ولوم مولتی متر مشخص می‌شود.
سپس پایه‌های گیت، امیتر، و کلکتور باید شناسایی شود.
پایه مشکی (COM) را روی پایه کلکتور _ امیتر (C-E) قرار داده شود و پایه قرمز را به ترمینال وسط (E2) وصل شود. مقدار افت ولتاژ اندازه گیری و ثبت شود.
همچنان پایه مشکی (COM) را روی پایه کلکتور _ امیتر (C-E) قرار داده شود و پایه قرمز را به ترمینال پایین (C1) انتقال دهید. میزان افت ولتاژ اندازه گیری و ثبت گردد.
حالا جای سیم‌های مشکی و قرمز عوض شود و مجدد مقدار افت ولتاژ اندازه گیری و یادداشت شود.
افت ولتاژ پایه گیت _ امیتر اندازه گیری شود و مقدار آن ثبت گردد.
الان نوبت مقایسه اعداد است. نتایج به دست آمده را با مشخصات دیتاشیت IGBT مقایسه شود. یک IGBT سالم باید افت ولتاژ در محدوده مشخص دیتاشیت باشد. اگر این مقدار عددی بین بازه 0.3 تا 0.8 باشد، IGBT سالم است. اگر مقدار افت ولتاژ صفر باشد، در واقع اتصال کوتاه رخ داده است و احتمالا IGBT آسیب دیده است. با این روش می‌توان از معیوب شدن یا سالم بودن IGBT اطمینان حاصل کرد.

مراحل تست دیودی IGBT با مولتی متر دیجیتال با روشن بودن منبع تغذیه به‌صورت زیر اجرا می‌شود:

باید پایه گیت و امیتر را جمپر یا اتصال کوتاه شود تا IGBT روشن نشود.
اگر پراب مثبت روی امیتر قرار بگیرد و پراب منفی روی کلکتور قرار بگیرد؛ دیود در حالت بایاس مستقیم باشد و باید عددی حدودی 0.3 نشان دهد.
اگر دقیقا جای پراب مثبت و منفی بر عکس شود و دیود در حالت بایاس معکوس قرار بگیرد؛ مولتی متر OL نشان دهد، IGBT سالم است.

با این روش می‌توان از معیوب شدن یا سالم بودن IGBT اطمینان حاصل کرد.

تست مقاوت عایقی گیت امیتر IGBT

برای انجام تست مقاومت IGBT کافی است با اهم متر، مقاومت بین گیت و امیتر را اندازه گیری کرد. می‌توان از مولتی متر هم استفاده کرد و آن را روی حالت مقاومت قرار داد.

مراحل تست مقاومت IGBT با مولتی متر دیجیتال به‌صورت زیر اجرا می‌شود:

ابتدا باید IGBT از مدار یا منبع تغذیه جدا شود.
مولتی متر را روی حالت مقاومت قرار داده شود.
پراب مثبت یا سیم قرمز به پایه کلکتور IGBT متصل شود.
پراب منفی یا سیم مشکی مولتی متر به پایه امیتر IGBT متصل گردد.
مقدار اعداد نمایش داده شده روی مولتی متر دیجیتال یادداشت شود.

مولتی متر باید عددی پایین معمولا چند اهم را نشان دهد و در این حالت IGBT سالم است. در غیر این صورت، مقاومت بسیار بالا یا بی نهایت یعنی مدار باز اتفاق افتاده است که در این حالت IGBT احتمالا خراب است.

تست خازنی LCR گیت امیتر IGBT

با کمک این تست خازنی با LCR می‌توان ظرفیت خازنی بین امیتر و گیت ترانزیستور را با توجه به جریان IGBT متوجه شد. تست خازنی یک عدد مشخصی را نشان می‌دهد که با توجه به برندهای مختلف، ظرفیت خازنی عدد متفاوت خواهد بود.

نحوه تست گرم IGBT

تست گرم IGBT نیاز به دستگاه‌های پیشرفته‌تر مانند اسیلوسکوپ، دما سنج برای تست کنترل دما و … دارد و باید توسط افراد متخصص انجام شود. تست گرم IGBT در شرایط واقعی و شبیه ساز شرایط عملیاتی انجام می‌شود. IGBT تحت دما بالا کاری و بار قرار می‌گیرد تا شبیه ساز شرایط واقعی شود. عملکرد IGBT را در دماهای بالا ارزیابی می‌شود و توانایی قطعه در برابر گرما بررسی می‌گردد. البته گرما زیاد باعث خرابی و آسیب IGBT می‌شود و آن را باید با دماسنج بررسی و نظارت کرد. ما در این جا به‌صورت مختصر تست IGBT را بیان می‌کنیم.

تست عملکرد IGBT

ابتدا IGBT در یک سیستم و مدار واقعی قرار می‌گیرد. بار به IGBT اعمالمی‌شود تا آن دما عملیاتی و شرایط بار قرار بگیرد. برای تست عملکرد سوئیچینگ IGBT، آن را تحت بار و دما عملیاتی قرار بگیرد. ولتاژ گیت را به‌صورت پیوسته با به‌صورت پالس به گیت اعمال شود. مثلا مقدار 24 ولت DC را می‌توان اعمال کرد و در این حالت نحوه تغییر وضعیت IGBT را از روشن به خاموش و بر عکس بررسی شود.

در تست گرم IGBT، دما باید به‌صورت پیوسته با دماسنج اندازه گیری شود و نباید از حد مجاز بیشتر شود. افزایش ناگهانی دما می‌تواند نشان‌دهنده خرابی IGBT باشد و در واثع IGBT انرژی زیادی را اتلاف می‌کند. تغییرات ولتاژ ورودی و خروجی IGBT را می‌توان از طریق اسیلوسکوپ مشاهده کرد و زمان ‌های تاخیر در روشن و خاموش شدن IGBT را می‌توان با این دستگاه بررسی و آنالیز کرد. در نهایت این تست گرم IGBT، قطعه در شرایط خاص قرار می‌گیرد و متحمل فشارهای زیادی می‌شود تا عملکرد IGBT در شرایط بحرانی بررسی و ارزیابی شود.