IGBT模块ipm故障的常见原因是什么，又应如何应对这些挑战？

摘要： IGBT模块IPM故障的原因多种多样，涉及多个方面，以下是对IGBT模块IPM故障原因的详细分析：1、过电流损坏擎锁定效应：IGBT为复合器件，其内有一个寄生晶体管，在规定的漏极电...

IGBT模块IPM故障的原因多种多样，涉及多个方面，以下是对IGBT模块IPM故障原因的详细分析：

1、过电流损坏

擎锁定效应：IGBT为复合器件，其内有一个寄生晶体管，在规定的漏极电流范围内，NPN的正偏压不足以使NPN晶体管导通，当漏极电流大到一定程度时，这个正偏压足以使NPN晶体管开通，进而使NPN或PNP晶体管处于饱和状态，于是寄生晶体管开通，栅极失去了控制作用，便发生了锁定效应，IGBT发生锁定效应后，集电极电流过大造成了过高的功耗而导致器件损坏。

长时间过流运行：IGBT模块长时间过流运行是指IGBT的运行指标达到或超出RBSOA（反偏安全工作区）所限定的电流安全边界，出现这种情况时电路必须能在电流到达RBSOA限定边界前立即关断器件，才能达到保护器件的目的。

短路超时：短路超时是指IGBT所承受的电流值达到或超出SCSOA（短路安全工作区）所限定的最大边界，比如45倍额定电流时，必须在10μs之内关断IGBT，如果此时IGBT所承受的最大电压也超过器件标称值，IGBT必须在更短的时间内被关断。

2、过电压损坏和静电损坏

关断时的尖峰电压：IGBT在关断时，由于逆变电路中存在电感成分，关断瞬间产生尖峰电压，如果尖峰电压超过IGBT器件的最高峰值电压，将造成IGBT击穿损坏。

高dv/dt所致的过电压：对于由高dv/dt所致的过电压故障，设计上采用无感电容或者RCD结构吸收电路，但如果吸收电路设计的吸收容量不够，而造成IGBT损坏，对此可采用电压钳位，在集电极—栅极两端并接齐纳二极管，采用栅极电压动态控制，当集电极电压瞬间超过齐纳二极管的钳位电压时，超出的电压将叠加在栅极上（米勒效应起作用），从而增强IGBT的耐过压能力。

静电损坏：IGBT是静电敏感设备，在操作过程中如果人体或其他物体带有静电，可能对IGBT模块造成损坏，在操作过程中应采取防静电措施，如佩戴防静电手环、使用防静电工具等。

3、过热损坏

散热不良：IGBT模块在工作过程中会产生大量的热量，如果散热不良，会导致模块温度过高而损坏，常见的散热不良原因包括散热器安装不当、散热片表面积不足、风扇故障等。

环境温度过高：如果IGBT模块工作环境温度过高，会加剧模块的温升速度，导致模块过热损坏，应确保IGBT模块工作环境温度在允许范围内。

过载运行：IGBT模块长时间过载运行也会导致模块过热损坏，应合理选择IGBT模块的容量，避免长时间过载运行。

4、机械应力损坏

振动和冲击：IGBT模块在受到强烈的振动和冲击时，可能导致模块内部的焊点开裂或元件损坏，在安装和使用过程中应避免对模块施加过大的机械应力。

5、其他因素

驱动电路问题：IGBT模块需要特定的驱动电路来控制其开关状态，如果驱动电路出现故障或参数设置不当，可能导致IGBT模块无法正常工作甚至损坏。

外部干扰：电磁干扰、射频干扰等外部干扰也可能对IGBT模块的正常工作产生影响，甚至导致模块损坏。

IGBT模块IPM故障的原因多种多样，涉及过电流、过电压、过热、机械应力等多个方面，为了降低故障率并延长IGBT模块的使用寿命，应在使用过程中注意以上各方面的问题并采取相应的预防措施。