IGBT模块的检测方法优化

对用户送修的变频器，一定要先与用户交流，掌握使用和损坏的大致情况，这对故障部位的判断和对用户的答复都大有好处。变频器接手后，不要忙于上电检查，可先万用表的电阻档（数字式万用表的二极管档、指针式万用表R×100或R×1k档），分别测量R、S、T3个电源端子对+、-端子之间的电阻值，其他变频器直流回路正、负端标注为P、N，打开机器外壳后在主电路或电路板上可找到测量点。另外，直流回路的储能电容是个比较显眼的元件，由R、S、T端子直接搭接储能电容的正、负极进行电阻测量，也比较方便。

R、S、T 3个电源端子对+、-端子之间的电阻值，反映了三相整流电路的好坏，而U、V、W 3个输出端子对+、-端子之间的电阻值，则能基本上反映IGBT模块的好坏。将图2-1整流和逆变输出电路简化一下，输入、输入端子与直流回路之间的测量结果便会一目了然。如图2-2所示。

图2-2 变频器主电路端子正反向电阻等效图

VD1～VD6为输入三相整流电路，R为充电电阻，KM为充电接触器。C1、C2为串联储能电容。VD7～VD12为三相逆变电路中6只IGBT两端反向并联的6只二极管。IGBT除非在漏电和短路状态能测出电阻的变化，对逆变输出电路我们能实际测出的只是6只二极管的正、反向电阻值。这样一来，整个变频器主电路的输入整流和输出逆变电路，相当于两个三相桥式整流电路。

用数字式万用表测量二极管，将R、S、T搭接红表笔，P（+）端搭接黑表笔，测得的是整流二极管VD1、VD3、VD5的正向压降，为0.5V左右，数值显示为540；如将表笔反接，则所测压降为无穷大。如用指针式万用表，黑表笔搭接R、S、T端，红表笔搭接P（+）端，则显示7kΩ正向电阻；表笔反接，则显示数百kΩ。因充电电阻的阻值一般很小，如图2-1所示电路，仅为几欧，小功率机型为几十欧，测量中可将其忽略不计。但测其R、P1正向电阻正常，而R、P（+）之间正向电阻无穷大（或直接测量KM常开触头之间电阻为无穷大），则为充电电阻已经开路了。

整流电路中VD2、VD4、VD6及U、V、W端子对P（+）、N（-）端子之间的测量，也只能通过测量内部二极管的正反向电阻的情况来大致判定IGBT的好坏。

需说明的是，桥式整流电路用的是低频整流二极管模块，正向压降和正向电阻较大，同于一般硅整流二极管。而IGBT上反向并联的6只二极管是高速二极管，正向压降和正向电阻较小，正向压降为0.35V左右，指针式万用表测量正向电阻为4kΩ左右。

以上说到对端子电阻的测量只是大致判定IGBT的好坏，尚不能最后认定IGBT就是好的，简易测量后，就对用户说，输出模块是好的，会给自己带来极大的被动，IGBT的好坏还需进一步测量验证。如何检测IGBT的好坏，得首先从IGBT的结构原理入手，找到相应有效的测量方法，图2-3所示为IGBT等效电路和单/双管模块引脚图。(www.xing528.com)

图2-3 IGBT等效电路和单/双管模块引脚

场效应晶体管有开关速度快、电压控制容易的优点，但也有导通压降大以及电压与电流容量小的缺点。而双极型器件恰恰有与其相反的特点，如电流控制容易、导通压降小，功率容量大等，两者复合，正所谓优势互补。IGBT或者IGBT模块的由来，即基于此。从结构上看，类似于我们都早已熟悉的复合放大管，输出管为一只PNP型晶体管，而激励管是一只场效应晶体管，后者的漏极电流形成了前者的基极电流，放大能力是两管之积。

单/双管模块常在中功率机型中得到应用。大功率机型将其并联作用，以达到扩流的目的。图2-4为单机模块，将整流与逆变电路集成于一体。另外，有的一体化（集成式）模块，将制动单元和温度检测电路也集成在内。

图2-4 FP25R12KE3单机模块原理图

对主电路测量方法有两种，即在线测量和脱机测量。