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1、Quality is our message 71第第 7 章章 出现故障时的处置方法出现故障时的处置方法 目目 录录 页码页码 1. 出现故障时的处置方法.7-2 2. 故障原因分析图.7-2 3. 警报原因分析图.7-8 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-21 出现故障时的处置方法出现故障时的处置方法 IPM 与标准模块相比，内置了各种保护功能（过电流、过热等） ，因此出现异常状态时，不会轻易损坏。但是，在某些异常模式下也可能会出现损坏现象，所以在出现损坏时，需要查清发生状況及原因并采取必要措施。关于损坏的原因分析图见第 2 项，请参考其中的内容，对损坏原因
2、进行分析。 （关于元件的故障判定请参照模块应用说明书中第 4 章 2 项故障判定方法。 ） 另外，IPM 输出警报时，请利用图 7-2 的警报原因分析图，分析原因。 2 故障原因分析图故障原因分析图 可靠性受损F结温度上升过大IPM的损坏CBFWD部的损坏IGBT部的损坏控制电路的损坏ERBSOA脱离DA门过电压图 7-1 (a) IPM 故障分析图（AF 符号连结到下一幅图） 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-3RBSOA脱离有可能存在的异常之处脱离有可能存在的异常之处门驱动电路异常控制PCB异常过 电 压通 地上下臂短路输入信号 电路误动作A控制PCB异常
3、切断电流过大 关断电流过大电动机再生运转无信号时间不足 控制PCB异常输出短路 负荷异常负荷异常电源电压过大 输入电压异常再生电路异常控制PCB异常缓冲电阻断线反向恢复时的浪涌 电压过大(FWD)D过电压保护不动作缓冲器的放电不足 缓冲电路异常短路时的OFF动作图 7-1 (b) 模式 A：RBSOA 脱离 门过电压 门过电压有可能存在的异常之处电容器异常B控制电源过电压 控制电源电路异常电源配线异常电源电压过大峰值电压图 7-1 (c) 模式 B：门过电压 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-4结温度上升过大（温度急剧上升）结温度上升过大（温度急剧上升）有可能存
4、在的异常之处有可能存在的异常之处门驱动电路异常控制PCB异常控制PCB异常输入电路异常过负荷 控制PCB异常负荷异常关断电流过大缓冲电路异常控制PCB异常浪涌电压大无信号时间 不足过电流负荷异常负荷异常输出短路 （反复短路）C稳态损失增加开关损失增加饱和电压 VCE(sat)的增加集电极电流增加控制电源电路异常接触热阻的增大外壳温度上升控制电源电压不足上下臂短路 （反复短路）上下臂短路输入信号电 路误动作无信号时间 不足关断损失增加散热片翘曲 严重散热片翘曲不良紧固扭矩不足开关次数增加 控制PCB异常控制PCB异常开通电流过大开通损失增加开通时间增加控制电源电压不足无信号时间不足控制PCB异常
5、输入信号电路误动作元件的紧固力 不足输入电路异常控制PCB异常上下臂短路通 地 （反复短路）载波的增加输入信号误动作 （振荡）热复合材料涂覆量不足热复合材料涂覆量调整不足冷却能力下降周围温度异常 上升冷却系统异常防尘对策不良冷却风扇转速下降 或停止散热器堵孔叠层的局部过热冷却风扇异常图 7-1 (d) 模式 C：结温度上升过大 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-5FWD部的损坏部的损坏载波的增加冷却能力下降控制电源电压增加A周围温度异常 上升结温度上升过大过负荷D输入信号误动作开关损失增加开关次数增加功率因数下降有可能存在的异常之处有可能存在的异常之处稳态损失增
6、加负荷异常控制PCB异常输入信号电路异常控制PCB异常控制PCB异常防尘对策不良接触热阻的增大外壳温度上升元件的紧固力不足散热片翘曲严重热复合材料涂覆量不足散热器堵孔紧固扭矩不足散热片翘曲不良热复合材料涂覆量调整不足冷却风扇异常冷却风扇转速下降 或停止叠层的局部过热 冷却系统异常使用在变换器部时的 充电电流较大反向恢复时的浪涌 电压过大IGBT关断时的浪涌电 压过大开通时的 di/dt增加过 电 流 充电电路的异常过 电 压微小脉冲 反向恢复现象因噪声等引起的 门信号开裂控制电源电路异常控制PCB异常缓冲电路异常控制电源电路异常图 7-1 (e) 模式 D：FWD 部的损坏 第第 7 章 出现
7、故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-6控制电路的损坏 控制电路的损坏电源稳定化电容器异常控制电路异常控制电源电路异常电源配线较长控制电压施加状态的脱离和形成输入部过电流峰值电压输入上拉电阻异常E控制电源电压过大过 电 压输入部电压过大有可能存在的异常之处有可能存在的异常之处静电过大 防静电对策不足图 7-1 (f) 模式 E：控制电路的损坏 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-7可靠性的受损及产品使用管理所造成的损坏 可靠性的受损及产品使用管理所造成的损坏F有可能存在的异常之处有可能存在的异常之处使用管理所造成 的损坏可靠性（寿命）受损外力、载重振动紧
8、固扭矩过大紧固部保管产品时的叠放叠放状态主端子部螺丝的紧固 扭矩不足封装时端子上出现的 应力端子部的应力搬运（产品、装置） 时的振动过大搬运状态冲击搬运时掉落、撞击等搬运状态产品端子部（检测振 动引起的应力）在异常状态下的保管在有腐蚀性气体的环 境中保管在容易结露的环境中 保管焊接端子的耐热性焊接端子时温度太高在粉尘较多的环境中 保管主端子、控制端子部所用的螺丝 过长螺丝的长度保管状态接触电阻过大端子部主端子部产品封装时的组装 条件产品封装时各部件的 固定不够紧在高温状态下保管 （高温放置）在高温状态下长期保 管保管状态 关于富士元件技术公 司所实施的可靠性试 验的结果，请参照规 格书或可靠性
9、试验结 果报告。 使用条件和产品寿命 的配合因产品温度的缓慢上升 下降的反复引起的热应力疲劳（温度周 期、Tc功率周期）因产品温度的急剧上升或下降引起的热应力破坏（热冲击）因负荷的急剧变化等引起半导体芯片温度变化，造成产品内部配线等 的热应力疲劳破坏（Tj功率周期）在低温状态下保管 （低温放置）高温多湿 （湿中放置）在低温状态下长期保 管在高温多湿状态下长 期保管在高温多湿状态下的 长期使用在高温状态下长时间施加电压 （高温加压（C-E间及G-E间）在高温多湿状态下长时间施加电 压（湿中加压(THB)）在高温状态下的长期 使用在硫化氢等气体环境 中长期使用在有腐蚀性气体的环境中使用图 7-1
10、(g) 模式 F：可靠性及产品使用和管理时的损坏 第第 7 章 出现故障时的处置方法 章 出现故障时的处置方法 7-83 警报原因分析图警报原因分析图 3.1 IPM 警报出现时的原因分析警报出现时的原因分析 利用 IPM 的变频器（逆变器）在停止警报时，请首先分析警报是从 IPM 输出的，还是在装置控制电路（IPM 以外）发生的。 如果警报是从 IPM 输出的，则希望用户依照以下的原因分析图，来确定原因。 以警报输出电压来观测有无 IPM 警报时，在 IPM 警报端子和警报用光电二极管的阴极之间接入 1.5k的电阻，再来测试 IPM 警报端子电压，就很容易确认有无警报输出。 现象出现警报的原
11、因说明出现警报的原因的确定方法出现现象出现警报的原因说明出现警报的原因的确定方法出现IPM警报警报正常警报测定控制电源电压Vcc、直流输入电压Vdc、输出电流Io 测定芯片正下方的外壳温度Tc，计算Tj-c，推算Tj 确认IPM安装方法（散热片平整度、热复合材料等） 警报保持时间宽度大于2ms的情况较多。OC利用示波器观测警报和输出电流(U、V、W) 利用示波器观测警报和直流输入电流(P、N) 观测警报输出5s前的电流变化 利用CT等检测出电流的情况下，要确认断开电平和检测部位 警报保持时间宽度为2ms的情况较多。UV利用示波器观测警报和Vcc 观测警报输出5s前的电源变动 电压瞬间下降的情况
12、下，警报保持时间宽度为2ms的情况较多。利用热电耦等测定铜底板侧面温度 利用示波器观测警报的输出时间 在警报保持时间为2ms以上，长时间进行输出的情况下 TcOH的可能性较大误警报出现s级的短脉冲警报 电动机运转中，利用示波器观测Vcc的波形 最好是在IPM控制端子的最近处进行观测 应为Vcc20V, dv/dt5V/s,Vripple2Vp-p （4个电源一样） 确认是否在外部IPM控制GND与主端子GND之间 进行了配线。如果进行了配线，则在IPM控制电路中会出现噪声电流。 在驱动IC损坏的情况下，Icc异常增大的可能性很大。Ex. 如果Iccp10mA、 Vin=“High“，则为异常
13、确认IPM周边电路 参照交货规格书“设计和适用上的注意事项”、“应用电路例”在控制电源电压Vcc超过绝对最大额定20V，或施加了过大的dv/dt和脉动电压的情况下，有可能使驱动 IC损坏以及输出误警报。 另外，在IPM的控制电路中出现噪声电流时也有可能使IC的电压不稳定，输出误警报。TjOHTcOH在控制电源电压Vcc连续5s以上不足，电压下 降到断路电压以下的情况下，使IGBT OFF，加 以保护。利用设置在与功率元件同一块陶瓷基板上的温度 检测元件(IC)，检测绝缘基板的温度。 在连续1ms以上超过TcOH断路电平的情况下， 使IGBT OFF，加以保护。利用内置在所有IGBT芯片中的温度
14、检测元件 （二极管）检测芯片温度Tj。 在连续1ms以上超过TjOH断路电平的情况下， 使IGBT OFF，加以保护。利用内置在所有IGBT芯片中的电流感知用IGBT 上的电流，检测集电极电流。 在连续约5s以上超过过电流断路电平的情况 下，使IGBT OFF，加以保护。图 7-2 警报原因分析图 1. 本目录包含截止至2004年7月的产品规格、特性、数据、材质以及结构。 因规格改变或其它原因而使本内容变更，恕不另行通知。在使用本目录中所列的产品时，请务必获取最新版本的规格说明。2. 本目录中所述的所有应用乃举例说明富士电机电子设备技术株式会社产品的使用，仅供参考。并不授予（或被视为授予）富士
15、电机电子设备技术株式会社所拥有的任何专利、版权、商业机密或其它知识产权的任何授权或许可，无论是明示的或暗示的。对于可能因使用此处所述的应用而造成侵犯或涉嫌侵犯他人知识产权的， 富士电机电子设备技术株式会社不予作出任何明示或暗示的声明或保证。 3. 尽管富士电机电子设备技术株式会社不断加强产品质量和可靠性，但仍可能会有一小部分的半导体产品出现故障。当在您的设备中使用富士电机电子半导体产品时，您应采取足够的安全措施以防止当任何产品出现故障时，导致该设备造成人身伤害、火灾或其它问题。我们推荐，您的设计应能够自动防故障、阻燃并且无故障。 4. 本目录中介绍的产品用于以下具有普通可靠性要求的电子和电气设备。 计算机 OA 设备 通信设备（终端设备） 测量设备 机床 视听设备 家用电气设备 个人设备 工业机器人等 5. 如果您要将本目录中的产品用于具有比普通要求更高可靠性要求的设备，例如以下所列设备，则必
