طول عمر ماژول IGBT و عوامل موثر بر آن

آیا طول عمر ماژول IGBT مقدار مشخصی دارد؟ چه عواملی در طول عمر IGBT تاثیر دارند؟ آیا تعمیرکار یا طراح باید به این نکات توجه داشته باشد؟ آیا در هنگام تعویض از IGBT نو استفاده کنیم یا استوک؟ اینها سوالاتی است که در ذهن بسیاری از تعمیرکاران و مهندسان حوزه الکترونیک قدرت وجود دارد. در این مقاله سعی داریم در این موارد توضیحاتی ارائه دهیم.

مهمترین عامل تاثیرگذار بر طول عمر ماژول IGBT

طول عمر ماژول IGBT عمدتاً به دمای قطعه و به ویژه تغییرات دمای آن بستگی دارد. با شروع کار اینورتر یا ماشین لباسشویی، جریان خروجی با توجه به تغییرات بار خروجی تغییر خواهد کرد. که منجر به تغییرات دمای ماژول IGBT خواهد بود. بنابراین به صورت مداوم IGBT یک استرس دمایی ناشی از تغییرات بار را تحمل خواهد کرد. بنابراین طول عمر IGBT به نحوه استفاده و نقطه کار سیستم و دمای محیط بستگی خواهد داشت.

اهمیت انتخاب نوع اینورتر و درایو صنعتی در طول عمر ماژول IGBT

عموماً IGBTهایی توسط طراح و سازنده انتخاب می شوند که طول عمر ماژول IGBT از مقدار مشخصی بیشتر باشد. مطمئناً در کاربردهایی که بار خروجی به صورت مداوم در حال تغییر است آسیب و خرابی ماژول IGBT محتمل تراست. به همین دلیل برای این کاربردها باید از اینورترها و درایوهای خاص همان کاربرد استفاده کرد.
به عنوان مثال در کاربرد آسانسور تغییرات بار بسیار زیاد است. تعداد افراد داخل کابین آسانسور در زمان های مختلف متفاوت هستند. همچنین تعداد قطع و وصل بسیار زیاد است. بنابراین برای کاربرد آسانسور باید اینورتر و درایوهای مخصوص همان کاربرد مورد استفاده قرار گیرد. به طور مشابه IGBT ماشین لباسشویی نیز باید استرس دمایی زیادی را تحمل کند.

نمودار طول عمر ماژول IGBT؟

طول عمر ماژول IGBT به صورت شکل زیر خواهد بود. نرخ سوختن IGBT در این شکل نشان داده شده است که میتوان به سه ناحیه تقسیم کرد. سوختن در روزهای اولیه، سوختن تصادفی و سوختن ناشی از تمام شدن عمر ماژول IGBT.

IGBT module lifespan
نرخ سوختن و تاثیر آن بر طول عمر ماژول IGBT

سوختن سریع ماژول IGBT و دلیل آن

سوختن اولیه ماژول IGBT ناشی از نقص های میکروسکوپی یا خطای انسانی است. از مهمترین نقص های میکروسکپی که ناشی از کارخانه سازنده است میتوان به قطعی در DCBs ها اشاره کرد. به همین دلیل استفاده از IGBTهای اورجینال بویژه در زمان تعمیرات اینورتر یا ماشین لباسشویی الزامی است.

با توجه به تجربه کاری شار الکتریک، استفاده از IGBTهای استوک معتبر از IGBTهای نو غیرمعتبر ارجحیت دارد. البته در تعمیرات، اگر از تجهیز به مدت بسیاری کوتاهی استفاده شده بهتر است از IGBT نو معتبر استفاده شود. برای مطالعه بیشر انتخاب IGBT نو یا استوک می توانید به این مقاله مراجعه کنید.
دست زدن به گیت یا سیم های امیتر از مهمترین خطاهای انسانی است. که باعث سوختن سریع ماژول IGBT می شود. همانطور که می دانیم IGBT بسیار حساس است. با کوچکترین تماسی خازن گیت امیتر شارژ و IGBT روشن می شود. بنابراین در زمان تعمیرات IGBT اینورتر، درایو یا ماشین لباسشویی ها نباید حتی تا قبل از مونتاژ، اتصال گیت امیتر که توسط کارخانه سازنده قرار داده شده است باز شود.

سوختن تصادفی IGBT و دلیل آن

خرابی تصادفی با تعویض IGBT آسیب دیده شده حل خواهد شد. مدت زمان خرابی ناشی از وقوع تصادفی با توجه به شرایط کاری و محیطی که تجهیز (اینورتر، ماشین لباسشویی و …) استفاده می شود متغیر خواهد بود. از عوامل عمده خرابی تصادفی که بر طول عمر ماژول IGBT تاثیرگذار است می توان به مشکلات ناشی از ولتاژ بالا، جریان بالا و همچنین حرارت بالای IGBT اشاره کرد. در اینورترهای بزرگ و کارخانه های صنعتی با استفاده از تست های دوره ای میتوان طول عمر IGBT و درنتیجه قابلیت اطمینان سیستم را افزایش داد. در صورت سوختن IGBT به صورت تصادفی و گذشت طول عمر قابل توجه تجهیز در تعمیرات اینورتر، درایو و ماشین لباسشویی بهتر است از IGBT استوک به جای IGBT نو استفاده کرد.

انتخاب IGBT بر اساس طول عمر ماژول IGBT

هر طراحی باید طول عمر ماژول IGBT را تخمین بزند. با توجه به نمودار بالا، آخرین دلیل سوختن IGBT ناشی از افزایش طول عمر آن است. بنابراین یک سازنده و طراح خوب، باید IGBT ای را انتخاب نماید که طول عمر آن از حداقل زمان مشخصی فراتر باشد. البته کاملاً مشخص است که اگر دو IGBT یکسان که توسط یک کارخانه و سازنده ساخته شده باشند در شرایط محیطی و کارکردی مختلفی قرار گیرند طول عمر متفاوتی خواهند داشت. ولی سازنده و طراح از قبل باید شرایط محیطی و کارکردی تجهیز را پیش بینی نماید و در این باره به خریدار توضیحاتی ارائه دهد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید