晶闸管、二极管简易测试方法
晶闸管、二极管广泛应用于各类电力电子装置中,很多情况下,现场服务人员和维修人员需要对器件进行
检测,判定其性能好坏。对器件制造企业而言,器件检测要用到高压阻断测试仪、通态特征、动态特征测
试仪等专业设备。通常来说,器件用户或使用现场是没有这些价格昂贵测试设备。本文就此向现场服务人
员和维修人员推荐一个简易器件检测方法,用以粗略判定器件好坏。
1.采取万用表粗略判定法
通常见户现场最常见检测工具是万用表,很多用户也习常见万用表判定器件好坏。在一些情况下用万用表
也确实能检测出损坏器件。如晶闸管门极开路,用万用表可检测出门极至阴极电阻RGK无穷大;门极短路
可检测出门极至阴极电阻RGK为零(或小于5W)。器件完全击穿时,用万用表检测A、K两极电阻值能
够判定出来。但在器件阻断电压受损,还未完全击穿时,万用表无法检测出来。另外,好器件因参数分散
性,用万用表检测出A、K电阻值会有较大差异,这也会让使用者产生错误判定。所以,我们提议用户能
够用万用表对器件进行部分粗略检测,通常不提议用户采取万用表判定器件好坏。
2.推荐简易检测方案
通常情况下,现场服务人员和维修人员最需要了解是器件阻断电压能力和晶闸管门极触发性能。依据设备
现场含有条件,我们推荐图一电路所表示简易检测方案。
图一简易检测电路
DUT为被测器件,在DUT阻断电压为1000V左右时(须大于800V),可采取交流380V电源进行测
试;在部分含有660V交流电源场所,DUT阻断电压为V左右(须大于1200V)时,可采取交流660V
电源进行测试。D1可采取1-5A,耐压1000V以上二极管3只串联。LAMP为检测指示灯,注意灯额定
电压要和进线交流电压配合,若用220V灯泡,可依据进线电压高低采取多只串联。被测器件为二极管时,
将两只器件如虚线所表示接入电路,不需要接电阻R和开关SW2。
对晶闸管,测试时,先合上开关SW1,若指示灯亮,说明该器件已被击穿或阻断电压已不够。若指示灯不
亮,说明器件阻断电压正常,此时若按下按钮SW2,指示灯亮,松开按钮,指示灯熄灭,说明该器件门极
触发性能正常。若按下按钮SW2,指示灯不亮,说明该器件门极已被损坏。
对二极管,测试时,合上开关SW1,若指示灯不亮,说明两只器件反向电压正常。若指示灯亮,说明两只
被测器件中,有一只或两只反向电压已损坏,可更换器件做深入判定。
3.注意
a.本文推荐检测方法基础思绪是让器件在实际使用电压环境下考评,用户在检测时须确保被测器件阻断电 |
压高于进线电压峰值,以免在测试中损坏器件。
b.对台基企业平板式器件,用户在检测时须采取合适夹具,对器件A、K两极施加一定压力。不然可能会
因为器件内部未能良好接触而造成错误判定。
c.采取较高进线电压检测器件时,操作人员须采取安全方法,预防出现触电事故,确保人身安全。
晶闸管、二极管关键参数及其含义
IEC标准中用来表征晶闸管、二极管性能、特点参数有数十项,但用户常常见到有十项左右,本文就晶闸
管、二极管关键参数做一简单介绍。
1.正向平均电流IF(AV)(整流管)
通态平均电流IT(AV)(晶闸管)
是指在要求散热器温度THS或管壳温度TC时,许可流过器件最大正弦半波电流平均值。此时,器件结温已
达成其最高许可温度Tjm。台基企业产品手册中均给出了对应通态电流对应散热器温度THS或管壳温度TC
值,用户使用中应依据实际通态电流和散热条件来选择适宜型号器件。
2.正向方均根电流IF(RMS)(整流管)
通态方均根电流IT(RMS)(晶闸管)
是指在要求散热器温度THS或管壳温度TC时,许可流过器件最大有效电流值。用户在使用中,须确保在任
何条件下,流过器件电流有效值不超出对应壳温下方均根电流值。
3.浪涌电流IFSM(整流管)、ITSM(晶闸管)
表示工作在异常情况下,器件能承受瞬时最大过载电流值。用10ms底宽正弦半波峰值表示,台基企
业在产品手册中给出浪涌电流值是在器件处于最高许可结温下,施加80%VRRM条件下测试值。器件在寿
命期内能承受浪涌电流次数是有限,用户在使用中应尽可能避免出现过载现象。
4.断态不反复峰值电压VDSM
反向不反复峰值电压VRSM
指晶闸管或整流二极管处于阻断状态时能承受最大转折电压,通常见单脉冲测试预防器件损坏。用户
在测试或使用中,应严禁给器件施加该电压值,以免损坏器件。
5.断态反复峰值电压VDRM
反向反复峰值电压VRRM
是指器件处于阻断状态时,断态和反向所能承受最大反复峰值电压。通常取器件不反复电压90%标注
(高压器件取不反复电压减100V标注)。用户在使用中须确保在任何情况下,均不应让器件承受实际电
压超出其断态和反向反复峰值电压。
6.断态反复峰值(漏)电流IDRM
反向反复峰值(漏)电流IRRM
为晶闸管在阻断状态下,承受断态反复峰值电压VDRM和反向反复峰值电压VRRM时,流过元件正反向
峰值漏电流。该参数在器件许可工作最高结温Tjm下测出。
7.通态峰值电压VTM(晶闸管)
正向峰值电压VFM(整流管)
指器件经过要求正向峰值电流IFM(整流管)或通态峰值电流ITM(晶闸管)时峰值电压,也称峰值压降。该参
数直接反应了器件通态损耗特征,影响着器件通态电流额定能力。
器件在不一样电流值下通态(正向)峰值电压可近似用门槛电压和斜率电阻来表示:
VTM=VTO+rT*ITM VFM=VFO+rF*IFM
台基企业在产品手册中给出了各型号器件最大通态(正向)峰值电压及门槛电压和斜率电阻,用户需要时,
能够提供该器件实测门槛电压和斜率电阻值。
8.电路换向关断时间tq(晶闸管)
在要求条件下,在晶闸管正向主电流下降过零后,从过零点到元件能承受要求重加电压而不至导通最
小时间间隔。晶闸管关断时间值决定于测试条件,台基企业对所制造快速、高频晶闸管均提供了每只器件
关断时间实测值,在未作尤其说明时,其对应测试条件以下:
l 通态峰值电流ITM等于器件ITAV;
l 通态电流下降率di/dt=-20A/μs;
l 重加电压上升率dv/dt=30A/μs;
l 反向电压VR=50V;
l 结温Tj=115°C。
假如用户需要在某一特定应用条件下关断时间测试值,能够向我们提出要求。
9.通态电流临界上升率di/dt(晶闸管)
是指晶闸管从阻断状态转换到导通状态时,晶闸管所能承受通态电流上升率最大值。器件所能承受通
态电流临界上升率di/dt 受门极触发条件影响很大,所以我们提议用户应用中采取强触发方法,触发脉冲 电流幅值:IG≥10IGT;脉冲上升时间:tr≤1μs。 10.断态电压临界上升率dv/dt |
11.门极触发电压VGT
门极触发电流IGT
在要求条件下,能使晶闸管由断态转入通态所需最小门极电压和门极电流。晶闸管开经过程中开通时
间、开通损耗等动态性能受施加在其门极上触发信号强弱影响很大。假如在应用中采取较临界IGT去触发
晶闸管,将不能让晶闸管得到良好开通特征,一些情况下甚至会引发器件提前失效或损坏。所以我们提议
用户应用中采取强触发方法,触发脉冲电流幅值:IG≥10IGT;脉冲上升时间:tr≤1μs。为了确保器件可
靠工作,IG必需远大于IGT。
12.结壳热阻Rjc
指器件在要求条件下,器件由结至壳流过单位功耗所产生温升。结壳热阻反应了器件散热能力,该参
数也直接影响着器件通态额定性能。台基企业产品手册中对平板式器件给出了双面冷却下稳态热阻值,对
半导体功率模块,给出了单面散热时热阻值。用户须注意,平板式器件结壳热阻直接收安装条件影响,只
有按手册中推荐安装力安装,才能确保器件结壳热阻值满足要求。