汽車電子晶體管故障分析

汽車電子晶體管故障分析

由于車輛上電子設(shè)備不斷增加，電子電路的數(shù)量也隨之增加，如電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的逆變器或DC/ DC轉(zhuǎn)換器等。每個(gè)電路中都有MOSFET和IGBT功率晶體管。盡管MOSFET和IGBT的性能有很大改進(jìn)，產(chǎn)品類型廣泛，成本等級(jí)寬泛，但其與繼電器相比，對(duì)電或熱過(guò)載都更敏感，尤其在電過(guò)載（過(guò)電壓或過(guò)電流）情況時(shí)可在很短時(shí)間內(nèi)損壞功率晶體管。功率晶體管不具有內(nèi)在自我保護(hù)機(jī)制，即使是精心設(shè)計(jì)的電力電子電路的功率晶體管都會(huì)因?yàn)檫^(guò)電流、短路、過(guò)電壓、過(guò)熱等原因失效，并造成嚴(yán)重后果。研究了經(jīng)常出現(xiàn)故障的類型以及避免出現(xiàn)故障的方法（保證功率晶體管工作在安全范圍）。觀察在正常運(yùn)行和故障模式下電壓和電流的波形，在檢測(cè)到故障之后，給出合適的檢測(cè)方法和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)策略。

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免容易出現(xiàn)的故障（如過(guò)電壓、過(guò)電流、短路、過(guò)熱等問(wèn)題），應(yīng)對(duì)電氣、機(jī)械和熱負(fù)荷進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，使功率晶體管工作在最大額定電壓、額定電流和溫度邊界條件之內(nèi)，并對(duì)其電流和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在出現(xiàn)過(guò)溫或過(guò)電流等故障情況下，應(yīng)通過(guò)減少負(fù)荷電流或完全關(guān)閉來(lái)降低功率損失。短路必須在微米級(jí)的時(shí)間內(nèi)被檢測(cè)到，以保證功率晶體管工作電壓低于最大擊穿電壓。

AndreasKiepetal.SAE 2014-01-0228.

編譯：李雪