如何逐步測試 IGBT 電晶體

測試絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）是確保功率電子系統功能和可靠性的關鍵步驟。無論您是電子愛好者還是經驗豐富的工程師，了解如何有效地測試 IGBT 電晶體對於診斷故障和優化電路性能至關重要。

在本指南中，我們將深入探討測試 IGBT 電晶體的全面方法和技術，讓您能夠準確地排除故障、更換或整合這些關鍵元件，從而充滿信心地處理相關工作。

什麼是 IGBT 電晶體

IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）是一種強大的半導體器件，巧妙地結合了輸入 MOS（金屬氧化物半導體）和輸出雙極型電晶體的特性。儘管其內部電路複雜，但可以簡要概括為包括具有可變導通電阻的 N 沟道 MOSFET 和一個串聯的二極管。

IGBT 廣泛應用於高電壓和高電流場景，包括工業逆變器系統、不間斷電源（UPS）、消費電子產品如空調和電動車電機控制器。其規格範圍從 400V 到 2000V 電壓和 5A 到 1000A 電流(*1)。對於更苛刻的應用，還有高達 6kV 和 4500A(*1) 規格的 IGBT，滿足如鐵路和高壓直流（HVDC）傳輸等大型應用的特定需求。

使用萬用表測試 IGBT 電晶體

本指南提供了使用萬用表測試絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）的基本步驟。從斷電這一關鍵安全措施開始，接著展示了將萬用表設置為二極管測試模式並識別 IGBT 的集電極、柵極和發射極引腳。

接下來的步驟包括測量二極管結的電壓降，將讀數與數據表規格進行比較，並檢查短路。清晰的指示幫助評估 IGBT 的健康狀況或潛在的故障情況。本指南簡明地介紹了使用常見的萬用表進行有效評估的方法。

1. 斷電

確保包含 IGBT 的電路或設備已關閉並斷開任何電源。

2. 設置萬用表至二極管測試模式

將萬用表設置為二極管測試模式。通過轉動撥盤或使用指定按鈕將萬用表調整到二極管測試模式。此模式通常在撥盤上以二極管符號表示。

3. 識別引腳

識別 IGBT 的集電極、柵極和發射極引腳。

4. 測量二極管結

測量集電極-發射極（C-E）和柵極-發射極（G-E）端子形成的二極管結的電壓降。

將萬用表探針放置在相應的端子上並記錄電壓降讀數。

5. 比較讀數

將讀數與 IGBT 數據表中的規格進行比較。一般來說，健康的 IGBT 應顯示在規定範圍內的電壓降。

6. 檢查短路

使用萬用表的連通性或電阻模式檢查集電極、柵極和發射極端子之間的短路。

使用電源測試 IGBT 電晶體

測試絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）是確保其可靠性能的重要過程。此方法包括系統化的步驟，如斷電、應用柵極電壓、監測集電極-發射極電壓、檢查開關行為和進行熱評估。此外，使用 LED 進行的快速評估提供了一種方便的方式來識別潛在問題。遵循這些步驟時需小心，並參考製造商的數據表進行具體指導。如果出現不確定或損壞跡象，建議更換 IGBT 以保持最佳功能。

1. 斷電

確保包含 IGBT 的電路或設備已關閉並斷開任何電源。

2. 應用柵極電壓

將電源的正極連接到柵極，負極連接到發射極。

逐漸應用數據表中指定範圍內的柵極電壓。

3. 監測集電極-發射極電壓

在逐漸增加柵極電壓的同時測量集電極-發射極端子之間的電壓。

監測集電極-發射極電壓以驗證其預期行為。

4. 檢查開關行為

如果適用，使用示波器觀察 IGBT 的開關行為，確保其正常的開關過程。

5. 熱評估

在測試過程中監測 IGBT 是否有異常發熱，因為過度發熱可能表明潛在問題。

使用電源進行快速評估的小技巧

A. LED 開關：

按配置（A）連接。

按下 LED 開關；如果 LED 亮起，則表示 IGBT 狀況良好。如果 LED 熄滅，則表明 IGBT 有故障。

按下 LED 關閉開關；如果 LED 熄滅，則表示 IGBT 狀況良好。如果 LED 亮起，則表示 IGBT 有問題。

B. LED 評估：

按配置（B）連接。

按下開關；如果 LED 亮起，則表示 IGBT 狀況良好。如果 LED 熄滅，則表示潛在問題。

鬆開開關；如果 LED 熄滅，則表示 IGBT 狀況良好。如果 LED 亮起，則表明 IGBT 有故障。

結論

總之，測試 IGBT 對於功率電子系統的可靠性至關重要。在使用萬用表時，關鍵步驟包括斷電、設置測試模式、識別引腳、測量電壓降、與數據表規格比較以及檢查短路。在使用電源測試時，步驟包括斷電、應用柵極電壓、監測電壓、檢查開關行為和進行熱評估。遵循製造商的指南並及時更換有故障的 IGBT，確保系統的最佳性能。