Встроенная диагностика и прогнозирование отказов проволочных соединений в модулях IGBT для электроприводов транспортных средств

В статье представлен метод диагностического и прогностического мониторинга состояния силовых модулей на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), предназначенный преимущественно для применения в электромобилях. Отказ, связанный с проволочными соединениями, является одним из наиболее часто наблюдаемых отказов корпусирования и исследуется аналитическими и экспериментальными методами с использованием падения напряжения во включенном состоянии в качестве индикатора отказа. Разработан сложный испытательный стенд для формирования и подачи на испытуемое устройство необходимых импульсов тока и мощности. Предложенный метод позволяет обнаруживать небольшие изменения индикаторов отказа IGBT и обратных диодов; его эффективность подтверждена экспериментально. Новизна работы заключается в возможности точного онлайн-тестирования силового модуля для диагностики и прогнозирования отказов с акцентом на неисправности проволочных соединений посредством подачи внешних токов в силовой блок в периоды простоя. Результаты испытаний показывают, что IGBT может сохранять работоспособность после потери половины проволочных соединений до того, как развивающийся отказ приобретет катастрофический характер. Измерительная схема может быть встроена в цепи управления IGBT, а измерения могут выполняться в рабочих условиях, когда электромобиль останавливается в режиме движения с частыми остановками, на светофоре или во время планового технического обслуживания.