汽車電子晶體管故障分析

汽車電子晶體管故障分析

由于車輛上電子設備不斷增加，電子電路的數量也隨之增加，如電動機驅動器的逆變器或DC/ DC轉換器等。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損壞功率晶體管。功率晶體管不具有內在自我保護機制，即使是精心設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。研究了經常出現故障的類型以及避免出現故障的方法（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的響應策略。

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