基于IGBT模块的整流器维修技术

杨朋 黄继伟 李亚巍 欧阳明

摘要 基于IGBT模块的整流器维护与维修，是当前整流技术研究的重要组成部分。因此技术人员在IGBT模块技术特征基础上，开展了其使用中常见故障维修研究。

【关键词】IGBT 模块 整流器 维修技术

IGBT模块整流器在变频电路中的应用，不仅可以实现变频电路中“可控”整流目标，同时还可以实现电路的能量回馈。因此基于IGBT模块的整流器应用已经成为了新型“四象限”变频电路整流器的主要形式。但是在实际的整流器使用中，IGBT模块故障问题也是影响电路使用的主要问题。常见的IGBT模块类型如图1所示。

1 IGBT模块过电流-i坏维修

1.1 避免锁定效应的发生

在IGBT发生锁定效应损坏的情况下，技术人员除了更换损坏部件的情况下，应及时对电路设计中漏极电流的部件及时进行维护与维修，一是适度增加电路中的驱动电阻RG，减小IGBT部件的di/dt。二是在运行中为了避免驱动电压低造成的锁定效应，模块设计中可以采用加负偏压，提高整流器安全性。

1.2 限流电路的设置

为了避免模块过流损害问题，设计人员应为整流器配置限流电路（RTC电路），避免过流损害。其过程如图2所示。

2 IGBT 模块过压与静电损坏

2.1 模块过压损害故障维修方法

在系统过压故障维修中除了更换损坏部件为，还应在易损坏部位采用电压钳位技术，避免模块受到过电压冲击造成损坏。

IGBT额定电压=US*K1*K2*K3

公式一：模块额定电压计算公式

其中US为交流电源的峰值电压;Kl为电网电压波动系数Kl，1.15;K2：直流中间回路有反馈时的泵升电压K2，1.2;K3：必要的电压安全系数K3，1.3～1.5。

2.2 模块静电损害预防措施

主要的预防措施包括了以下几个主要内容：

（1）整流器测试或安装拆卸IGBT模块的过程中，技术人员应尽量避免用手触摸IGBT驱动端子部分。如必须接触则应先完成静电放电，再触摸模块端子。

（2）在防靜电布线完成前，不能使用导电材料接触IGBT模块驱动端子。

（3）模块测试、安装等作业中应尽量在底板良好接地情况下操作。

3 IGBT模块过热损坏

在整流器使用中，由于设备经常处于温度较高状态。为了预防整流器IGBT模块过热设计中应采用降额使用方式，提高模块的散热能力。这些方式主要包括了以下几个措施：加大模块的散热器，并确保散热器与模块的连接紧密;在散热器与模块之间涂敷导热胶;为模块部分安装强制风扇冷却;机箱设计与安装中应设置过温度保护等，在温度过高的情况直接停止模块电路，并发出高温警报。

4 IGBT模块整流器维修中的注意事项

（1）必要的关联检测：维修人员在发现IGBT模块损坏后，除了及时检查模块与更换后，技术人员同时必须做好关联测量工作。

（2）防静电处理措施：模块携带中应保持GE间短路处理。同时在驱动板焊接、整流器使用中等过程中，应确保模块的可靠接地。

（3）确保安装中工艺规范得到执行：一是在维修更换IGBT模块过程中，应保证栅极短路使用的小铜环不脱落。二是在散热器安装中，将其自带的导热脂清理干净，安装中涂抹新的导热硅脂，并保证模块安装完成后可以看到部分少量导热脂溢出。三是在模块散热安装中，各类螺丝必须均匀紧固，确保模块与散热器有良好接触。四是在控制板与驱动板更换安装中，技术人员必须依次确保各插头安插回原有位置，不得出现漏插问题。

（4）在模块安装过程中，技术维修人员应保证各部件安装中固定螺丝均匀上紧。

（5）机箱风机检测。一是检查三相电源中风机连接的两相接线与电源是否存在问题;二是检查风机启动电容是否存在故障;三是在以上检测未发现问题的情况下，及时更换风机。

参考文献

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