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，如電動機驅(qū)動器的逆變器或DC/ DC轉(zhuǎn)換器等。每個電路中都有MOSFET和IGBT功率晶體管。盡管MOSFET和IGBT的性能有很大改進，產(chǎn)品類型廣泛，成本等級寬泛，但其與繼電器相比，對電或熱過載都更敏感，尤其在電過載（過電壓或過電流）情況時可在很短時間內(nèi)損壞功率晶體管。功率晶體管不具有內(nèi)在自我保護機制，即使是精心設(shè)計的電力電子電路的功率晶體管都會因為過電流、短路、過電壓、過熱等原因失效，并造成嚴重后果。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）。觀察在正常運行和故障模式下電壓和電流的波形，在檢測到故障之后，給出合適的檢測方法和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)策略。

在設(shè)計時，應(yīng)避免容易出現(xiàn)的故障（如過電壓、過電流、短路、過熱等問題），應(yīng)對電氣、機械和熱負荷進行綜合設(shè)計，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)，并對其電流和溫度進行監(jiān)測。在出現(xiàn)過溫或過電流等故障情況下，應(yīng)通過減少負荷電流或完全關(guān)閉來降低功率損失。短路必須在微米級的時間內(nèi)被檢測到，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