变频空调模块击穿的原因有哪些?

负载电路中的压缩机电机如果出现绕组匝间短路,会导致运行电流突然猛增,这会使功率模块因为过流过载而直接炸掉。在这种情况下,不仅功率模块会损坏,变频压缩机有时候也会一同被毁,这种物理性的过载损坏是非常直接的。

当模块容量偏小时,为了勉强运行,模块必须长期处于超负荷工作状态。此时,保护电路实际上形同虚设,无法在关键时刻起到保护作用。因此,功率模块在运行当中就会因为长期的过应力工作而频繁炸毁,这是设计选型不当导致的必然结果。

更危险的情况是脉冲传递通路因接触不良而时通时断,具有随机性开断现象。这时电流检测电路可能来不及反应,导致变频器输出“断续偏相”,形成较大冲击电流而损坏模块。此时电机运行会“跳动着”并发出“咯楞咯楞”的声音,发热和损耗大幅上升。

如果丢失激励脉冲的管子是没有管压降检测电路的,变频器可能会出现偏相运行的情况。虽然该相桥臂仍有截止负压存在,能使其可靠截止,但输出只有半波。这会导致电机绕组中产生直流成分并形成较大浪涌电流,从而冲击损坏模块,只是这种概率相对较低。

电流检测电路和模块温度检测电路如果失效或出现故障,模块将失去有效的过流和过热保护。一旦缺乏这些关键的保护机制,模块在遇到异常工况时无法及时切断或降低负荷,从而直接造成模块本身的损坏,这是监控系统失灵带来的直接后果。

部分质量低劣、偷工减料的国产变频器,其模块极易损坏。逆变模块的容量选取一般应达到额定电流的2.5倍以上才能保障长期安全运行。例如30kW变频器额定电流60A,模块应选150A至200A,若选用100A则容量偏小,难以承受长期负荷。

脉冲传递通路的中断对模块构成极大威胁。CPU输出的六路PWM逆变脉冲需要经过缓冲器送入驱动IC,如果从CPU到驱动IC再到模块触发端子的信号链路中有一路中断,就会引发严重后果,可能导致变频器报出OC故障并停机保护。

当丢失激励脉冲的IGBT管子恰好是有管压降检测电路的部分时,检测电路会立即发现异常并报告OC故障,从而让变频器停机进行保护。但在大部分变频器中,上三桥臂的IGBT管子是省去了管压降检测电路的,这留下了安全隐患。

主直流回路的储能电容如果容量下降或失容,会导致直流回路电压的脉动成分增加。虽然在空载启动时可能不明显,但在带载起动过程中,回路电压会剧烈浪涌。这种电压波动会让逆变模块承受不住而炸裂损坏,且保护电路对此往往也无能为力。

驱动电路的供电出现异常是导致模块损坏的重要原因之一。模块通常由正负两个电源供电,+15V用于激励IGBT开通,-5V用于使其可靠截止。只要这两路电压中有一路出现不正常,模块在机器运行过程中就会因为控制失效而炸飞。

在模块损坏后,务必检查直流回路的储能电容容量。虽然电容完全失容的情况较少见,但一旦碰上,在带载启动瞬间就会造成逆变模块的严重损坏。因此,电容容量的衰减是导致模块意外炸裂的一个常被忽视但至关重要的硬件因素。