Hvernig á að skipta um bilaðar díóða í orkubúnaði á staðnum?

一, Bilanagreining og staðsetning
1. Greining fyrirbæra og bráðabirgðadómur
Útlitsskoðun: Athugaðu hvort díóðapakkningin sé sprungin, pinnarnir eru oxaðir eða brenndir (svo sem svartir pinnar í TO-220 pakkanum). Í tilviki fyrir vindorkubreytir olli oxun díóðupinna aukinni snertiþol, sem leiddi til staðbundinnar ofhitnunar.
Lykt og hljóð: Gölluð díóða getur gefið frá sér brennandi lykt eða fylgt örlítið bogahljóð (eins og "brakandi" hljóðið sem myndast þegar öfug bilun á sér stað).
Óeðlilegt hitastig: Með því að nota innrauða hitamyndavél til uppgötvunar getur hitastig biluðu díóðunnar verið 20-50 gráður hærra en venjulegra tækja. Í ákveðnu photovoltaic inverter tilviki náði hitastig díóðamótsins 140 gráður (venjulegt gildi Minna en eða jafnt og 110 gráður), sem kveikti ofhitnunarvörn.
2. Rafmagns færibreytuprófun
Prófun án nettengingar: Notaðu LCR prófunartæki til að mæla truflanir breytur, með áherslu á:
Framspennufall (VF): VF Schottky díóða ætti að vera minna en eða jafnt og 0,5V (eins og 1N5819). Ef mæligildið er meira en 0,7V gefur það til kynna öldrun tækisins.
Bakstraumur (IR): Þegar VR=800V, IR 1000V díóða ætti að vera minna en eða jafnt og 10 μ A. Ef það fer yfir 50 μ A þarf að skipta um hana.
Reverse recovery time (Trr): Trr díóðunnar fyrir hraðbata ætti að vera minna en eða jafnt og 50ns (svo sem MUR860). Ef það fer yfir 100ns mun það hafa áhrif á skiptingarvirkni.
Prófun á netinu: Taktu spennubylgjuformið á báðum endum díóðunnar í gegnum sveiflusjá. Þegar öfug sundurliðun á sér stað mun neikvæður toppur (eins og -10V) birtast, en venjulegt bylgjuform ætti að vera slétt leiðrétt bylgjuform.
3. Grundvallargreining á bilunum
Overvoltage breakdown: Check if the driving circuit generates a spike voltage (such as dv/dt>5kV/μ s þegar slökkt er á IGBT).
Yfirstraumsbrennsla: Staðfestu hvort núverandi verndarþröskuldur sé sanngjarn (svo sem að kveikja á vörninni innan 10 μ s við 1,2 sinnum nafnstrauminn).
Hitahlaup: Athugaðu hvort kælikerfið sé stíflað (svo sem ryksöfnun í loftrásinni sem veldur 30% aukningu á hitaþoli).
2, Tækjaval og sannprófun
1. Samsvörun lykilbreytu
Spennustig: Spennuþol skiptibúnaðarins ætti að vera meira en eða jafnt og 1,2 sinnum hærra en upprunalega tækisins (ef 600V díóða er notuð er hægt að velja 700V gerð).
Straumgeta: Málstraumurinn ætti að vera meiri en eða jafnt og 1,5 sinnum hámarks rekstrarstraumur kerfisins (td ef hámarksstraumur kerfisins er 30A, ætti að velja 45A díóða).
Switching frequency: High frequency applications (such as>50kHz) krefjast notkunar á hröðum bata díóðum með Trr<35ns (such as ESD5B series).
2. Samhæfni við umbúðir og uppsetningu
Líkamleg stærð: Pinnabil og þykkt skiptibúnaðarins verða að vera í samræmi við upprunalega tækið (eins og TO-247 pakkningapennabil 2,54 mm).
Uppsetningaraðferð: Fast skrúfagerð krefst sannprófunar á tog (svo sem M3 skrúfutog 0,6-0,8N · m), suðugerð krefst stjórn á suðupunktshitastigi (Minni en eða jafnt og 260 gráður).
Hitadreifingarsamsvörun: Ef upprunalega tækið notar hitastig er nauðsynlegt að tryggja að hitaviðnám (R θ JA) nýja tækisins sé minna en eða jafnt og upprunalega tækið (svo sem að minnka úr 5 gráður /W í 4 gráður /W).
3. Sannprófun annarra lausna
Minni notkun: Í léttum álagssviðum er hægt að nota hærri spennuþolin tæki í staðinn (svo sem að nota 1200V díóða í stað 600V módel).
Samhliða stækkun: Ef straumur eins rörs er ófullnægjandi er hægt að tengja tæki af sömu gerð samhliða (með VF dreifingu stjórnað til að vera Minna en eða jafnt og 5%).
Uppfærsla og skipti: Með því að skipta út sílikondíóðum fyrir SiC díóða geturðu dregið úr VF um 30% (eins og úr 1,2V í 0,8V) og bætt skilvirkni um 2%.
3, aðgerðaforskriftir á staðnum
1. Öryggisundirbúningur
Slökkt á notkun: Aftengdu DC hliðaröryggið og notaðu margmæli til að ganga úr skugga um að engin spenna sé til staðar (afgangsspenna<36V).
Persónuhlífar: Notaðu einangraða hanska (þola spennu sem er meiri en eða jafnt og 1000V) og andstæðingur-truflanir úlnliðsbönd (viðnám<1M Ω).
Undirbúningur verkfæra: Notaðu rafmagns lóðajárn með ESD vörn (hitastig stillanleg í 350 gráður), tini gleypa og togskrúfjárn.
2. Í sundur ferli
Soðið íhlutir:
Hitið lóðmálmur í 240-260 gráður og fjarlægðu lóðmálmur með tinideyfara.
Hristu tækið varlega til að losa það frá PCB, forðastu ofbeldi sem getur valdið því að lóðmálmúðarnir losni.
Hreinsaðu leifar lóðmálmspúðans (með því að nota vatnsfrítt etanól og bómullarþurrkur).
Skrúfa fastir íhlutir:
Notaðu togskrúfjárn til að losa skrúfurnar í ská (snýst 45 gráður í hvert skipti).
Skráðu skrúfuna til að forðast rugling (eins og að merkja "1" og "2").
Gætið að beygjustefnu pinna þegar tækið er fjarlægt.
3. Uppsetning nýrra íhluta
Soðin uppsetning:
Settu blý-lausa lóðmálmamassa (Sn96.5Ag3Cu0.5) á lóðmálmúðana.
Stilltu pinnana og lóðmálmúðana saman, hitaðu í 250 gráður til að bræða lóðmálið.
Athugaðu hvort lóðasamskeytin séu full (án sýndarlóðunar eða brúunar).
Skrúfa föst uppsetning:
Berið hitauppstreymi (þykkt 0,1-0,2 mm) á milli tækisins og hitaskápsins.
Herðið skrúfurnar í ská röð, með lokatogi 0,6-0,8N · m.
Gakktu úr skugga um að fjarlægðin milli pinna og PCB sé meiri en 0,5 mm til að koma í veg fyrir skammhlaup.
4, Staðfestingarprófun eftir skipti
1. Statísk prófun
Positive conduction test: Apply 0.5V DC voltage, and the measured current should be ≥ rated value (such as 1A diode current>1.2A).
Öfug blokkunarpróf: Notaðu 80% af nafnspennu afturábaks (eins og að beita 480V á 600V díóða), og lekastraumurinn ætti að vera minni en 1 μA.
2. Dynamic prófun
Léttálagspróf: Settu inn 10% málstraum og staðfestu að úttaksbylgjulögunin sé röskunlaus (THD<3%).
Fullhleðslupróf: Inntaksstraumur, keyrðu stöðugt í 2 klukkustundir, fylgstu með hitastigi tengisins (minna en eða jafnt og 110 gráður).
Tímabundin prófun: Líktu eftir rofaaðgerðum (svo sem að kveikja og slökkva á IGBT 1000 sinnum á sekúndu) til að ganga úr skugga um að díóðan hafi enga ofspennu.
3. Kerfi sameining kembiforrit
Kvörðun stýribreytu: Stilltu akstursviðnámið (svo sem frá 10 Ω til 8 Ω) til að hámarka skiptihraðann.
Staðfesting verndarþröskulds: Kveiktu á yfirstraumsvörn (svo sem 1,2 sinnum málstraum) og skráðu aðgerðatímann (ætti að vera<10 μ s).
EMC prófun: Samræmist IEC 61000-4-5 staðlinum, þolir 8kV/5kA bylgjuáhrif.
5, Dæmigert tilviksgreining
Tilfelli 1: Skipt um DC hliðardíóða í ljósvakara
Bilunarfyrirbæri: Inverterið tilkynnir um „DC Link Overspennu“ bilun og við skoðun kom í ljós að andstæðingur díóða DC hliðarinnar hafði bilað.
Skiptaferli:

Veldu sömu gerð af 1000V/20A hraðbata díóða (MUR2010CT).
Við suðu skaltu stjórna hitastigi lóðajárnsins í 250 gráður og suðutíminn að vera innan við 3 sekúndur.
Eftir skipti og fullhleðsluprófun jókst skilvirkni úr 97,2% í 97,5%.
Tilfelli 2: Skipt um innbyggða díóða í IGBT einingum vindorkubreyta
Bilunarfyrirbæri: Inverterið tilkynnir um "IGBT Overheat" bilun og uppgötvun sýnir að innbyggða díóða VF hefur hækkað í 1,4V (venjulegt gildi Minna en eða jafnt og 1,1V).
Skiptaferli:

Veldu SiC díóða (C3D10060H) í stað kísildíóða, með 600V spennu og VF=1.2V.
Stilltu akstursviðnámið frá 15 Ω til 12 Ω og hámarkaðu skiptihraðann.
Eftir skipti jókst skilvirkni kerfisins um 1,8% og hitastig mótanna lækkaði um 15 gráður.