黎长源 项永金 王少辉

摘？要：高端变频空调在实际应用中出现大量外机不工作，经过大量失效主板分析确认是主动式PFC电路中IGBT击穿失效，本文结合大量失效品分析与电路设计分析，对IGBT失效原因及失效机理分析，分析结果表明：经过对IGBT失效分析及IGBT工作电路失效分析及整机相关波形检测、热设计分析、IGBT极限参数检测对比发现IGBT失效由多种原因导致，IGBT在器件选型、器件可靠性、闩锁效应、驱动控制、ESD能力等方面存在不足，逐一分析论证后从IGBT本身及电路设计方面全部提升IGBT工作可靠性。

关键词：主动式PFC升压电路；IGBT；SOA；闩锁效应；ESD；热击穿失效

0 引言

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面优点。IGBT综合了以上两种器件的优点，耐高压、驱动功率小而饱和压降低、开关速度快、开关损耗小，非常适合应用于直流电压为600 V及以上的变流系统，如交流电机、开关电源、照明电路、牵引传动。目前IGBT是绿色经济领域里的核心技术之一，规范应用于在航空航天、新能源、轨道交通、工业变频、智能电网等领域。IGBT作为自动控制和功率变换的关键核心部件，是必不可少的功率“核芯”。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率，提升用电质量，实现30%～40%的节能效果。即使对传统设备进行IGBT技术改造，平均节电率仍可提升20%。此外，IGBT还是实现能源转换的关键元件，光伏发电、风力发电、太阳能发电等新能源都要借助IGBT产品将电能输送到电网中[1-4]。……