逆变焊机IGBT模块故障检测和更换方法
作者：微叶科技 时间：2015-04-10 11:38
逆变焊机的主功率器件是两只（少数机型是一只）大功率互补双管IGBT模块，其内部电路如图所示。当焊机出现过流报警、无输出或开机即烧电源保险时，大多是IGBT模块损坏了。
逆变焊机IGBT故障判断
1、一般情况，IGBT炸掉，驱动板就会损坏，同时确定整流模块是否损坏。
2、先断开主回路，给IGBT模块供电的主线。
3、有示波器的情况下，先不接IGBT模块，测量各驱动信号是否正常；光耦驱动类型：没有启动时为负电压，有启动时为大约20千赫兹的正负方波；脉冲变压器类型：没有启动时为零，有启动时为大约20千赫兹的正负方波；如果只有万用表，那么没启动时交流电压约为0伏，有启动时交流电压约为20~30伏。
4、换上新IGBT后，也同样参照第三步检查驱动信号（切记各组门极驱动线不能装错）。
5、接通主回路试机。
整流模块损坏导致炸管原因：
1、击穿：那么通电时就会短路，空气开关就会跳闸，电压或电流信号都到不了后面的IGBT，不会炸管；
2、开路：等效于供电缺相，有的焊机有缺相保护功能，那么对IGBT没有损伤，如果没有缺相功，那么送到IGBT的平均供电电压会降低，同样的输出功率下，输入端的工作电流就会增大，当达到IGBT端的限流电路检测值就会关闭驱动电路，如果恰巧限流电路出问题，电流过载时就会炸管。
用万用表检测IGBT模块的方法
模块的检测方法：对于左管，先短接一下(6)和(7)脚，然后用万用表先测(2)脚→(1)脚通，(1)脚→(2)脚不通。再用Rxl0挡黑笔(+)碰(6)脚、红笔（一）碰(7)脚，不通（此时已给(6)、(7)脚间加上了栅压），移开表笔，再测(1)→(2)间和(2)→(1)间皆导通，则此管是好的。以上环节若有一个不对便表明管子是坏的，检测右管的方法与此类同。
电焊机选择IGBT单管和IGBT模块的区别
单管IGBT用于民用焊机。功率小,实惠价位低,但是安装复杂，需要保护电路和驱动电路等。集成门级驱动及保护功能（热保护，过流保护等）的IGBT模块适用于工业焊机，大功率焊机用，价位高，功率大，负载率高，焊接参数更精确，对焊接恶劣环境适应性更好。更换IGBT时尽量选择原来的型号，替换型号选择同等功率的IGBT。
确定哪一只IGBT模块损坏后就可以更换焊机的IGBT模块了，方法步骤如下：
1、安装在散热器上
热阻根据IGBT模块的安装位置而变化，请注意以下几点：
● 1个IGBT模块安装在散热器上时，如果安装在散热器中心，则热阻变成最小。
● 在同一个散热器上安装多个IGBT模块时，请在考虑各IGBT模块发生的损耗情况的基础上，决定安装的位置。对发生大损耗的IGBT模块，请给予大面积。
2、散热器表面的处
关于安装IGBT模块的散热器的表面处理，螺钉位置间的平面度控制在100μm以内，表面粗糙度控制在10μm以下。散热器表面如有凹陷，会导致接触热阻（Rth（c-f））的增加。
另外，散热器表面的平面度在上述范围以外时，IGBT模块安装时（夹紧时）会给IGBT模块内部的芯片与位于金属基板间的绝缘基板增加应力，有可能产生绝缘破坏。
3、散热绝缘混合剂的涂敷
为了使接触热阻变小，推荐在散热器与IGBT模块的安装面之间涂敷散热绝缘混合剂。涂敷散热绝缘混合剂时，在散热器或IGBT模块的金属基板面上请如下图涂敷。随着IGBT模块与散热器通过螺钉夹紧，散热绝缘混合剂就散开，使IGBT模块与散热器均一接触。
推荐散热绝缘混合剂的一个实例用下表表示。
4、夹紧方法
IGBT模块安装时，螺钉的夹紧方法如下图所示。另外，螺钉请以推荐的夹紧力矩范围予以夹紧。
推荐的力矩在说明书中有记载，请另行参考。如果该力矩不足，可能使接触热阻变大，或在动作中产生松动。
反之，如果力矩过大，可能引起外壳破坏。
5、IGBT模块的安装方向
将IGBT模块安装在由挤压模制作的散热器上时，如上图所示，建议IGBT模块的安装与散热器挤压方向平行。这是为了减小散热器变形的影响。
6、温度的验证
选定散热器、决定了IGBT模块的安装位置后，请测定各部的温度，确认IGBT模块的结温（Tj）未超出额定值或设计值。
另外，下图表示了外壳温度（Tc）的正确测定方法的实例。
IGBT焊机回收和二次利用
从实际情况来看，一只模块内两个ICBT管同时损坏的几率不高，所以如果因为其中一个IGBT管损坏而将整个模块丢弃实为可惜。从图中可以看出，模块内两管是相对独立的，因此，可将两个损坏的“半模块”组合成一个完整的模块使用，实践证明此法是可行的。在原安装模块的铝散热板上合适位置打四个孔，攻M6的丝，便可很方便地再安装一个模块。记住，安装时接触面要涂一层硅脂。
因为IGBT的栅、源极间输入阻抗极高，所以会收的模块存放时须将(6)和(7)脚、(4)和(5)脚用导线短接起来，防止静电将模块击穿。
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